空间辐射环境对空间任务中航天器和航天员会造成损伤,甚至导致航天任务失败。空间辐射包含多种辐射粒子,不同辐射粒子的成分、效应及损伤特点有所不同,随着航天任务向长时间深空探测的趋势发展,空间中子的累积辐射损伤也越来越受到重视,所以对空间中子的探测就显得尤为重要。本论文根据载人航天空间任务的需要选择了生物等效性好的塑料闪烁体作为中子探测材料,设计了一种基于塑料闪烁体的空间中子探测器探头,设计包括塑料闪烁体类型、尺寸、导角、反射层的选择,并与新型的高灵敏度、时间响应快的硅光电倍增管(SiPM)组建成探测器探头,最终与后端电子学系统搭建成塑料闪烁体空间中子探测器系统。首先,考虑到光收集效率与能量分辨率等性能指标,对探测器探头进行搭建与调试。使用60Co和137Cs标准γ源完成了对能谱的定标,针对双端信号输出的符合关联技术研究了最优化双端能谱合并算法和不同符合时间窗对真事件探测效率的影响,通过测试分析得出3cm×3cm×13cm尺寸塑料闪烁体的最佳符合时间为15ns。其次,使用252Cf自发裂变中子源对探测器进行测试,利用脉冲信号甄别(PSD)方法对n/γ事件进行分析,PSD二维分布图能清晰地看出反映n/γ特征的两条粒子带,计算出PSD投影的FOM值为1.12,说明该塑料闪烁体具有良好的n/γ鉴别能力。最后针对空间中子探测中存在的大量干扰使用了两种新技术来提高中子鉴别能力:中子增强技术和辅探测器反符合测量技术。使用中子反应截面较大的锂和钆的替代化合物Li2CO3和GdO作为中子增强材料,通过中子与GdO的Gd反应产生大量γ事件能起到很好的中子增强作用。研究了带电粒子更敏感的LYSO晶体并将其作为辅探测器,利用反符合测量原理对主辅探测器进行反符合时间开窗,结果表明辅探测器在一定程度上对主探测器中带电粒子起到了抑制作用,但环境本底、电子学噪声、统计涨落等干扰有待进一步去除。