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儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】在商店櫥窗、廣告牌、家具用品等常見(jiàn)的物品中我們經(jīng)?？梢钥吹揭环N代替玻璃的透明有機(jī)合成材料——亞克力材料。作為一種具有良好的透光性、耐久性、耐沖擊性、耐候性以及價(jià)格便宜的
塑料，亞克力材料擁有比普通塑料和玻璃更強(qiáng)大的性能，已經(jīng)在現(xiàn)代人的日常生活中獲得了廣泛的應(yīng)用。而中國(guó)科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)又為這種被譽(yù)為“塑料皇后”的材料添加了一種新的用途——檢測(cè)γ射線(xiàn)。
γ射線(xiàn)是原子核能級(jí)躍遷蛻變時(shí)釋放出的射線(xiàn)，也是核
輻射產(chǎn)生的四種主要射線(xiàn)種類(lèi)之一。γ射線(xiàn)波長(zhǎng)短于0.2埃的電磁波，攜帶著極大的能量，而且穿透力很強(qiáng)。就單個(gè)伽馬射線(xiàn)光子而言，它比一百萬(wàn)個(gè)普通可見(jiàn)光子加起來(lái)的能量還要大，足以改變?nèi)祟?lèi)的DNA，會(huì)對(duì)人類(lèi)造成致命的傷害。因此γ射線(xiàn)檢測(cè)是核輻射防護(hù)的重要措施。
目前常用的γ射線(xiàn)檢測(cè)方式是基于γ射線(xiàn)的電離輻射效應(yīng)，利用發(fā)生電離的氣體或固體、光電倍增管和電子儀器組成的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。中國(guó)科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種亞克力樹(shù)脂在γ射線(xiàn)的輻射下可以定量釋放酸性物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種利用這種亞克力樹(shù)脂制作的薄膜傳感器用于檢測(cè)γ射線(xiàn)。
研究人員將一種對(duì)酸堿性敏感、但是輻照條件下穩(wěn)定的喹啉類(lèi)藍(lán)色熒光分子包埋到亞克力樹(shù)脂薄膜中。當(dāng)亞克力樹(shù)脂薄膜受到γ射線(xiàn)輻照，釋放出酸性物質(zhì)，該藍(lán)色熒光分子就會(huì)發(fā)出紅光。并且隨著γ射線(xiàn)輻射劑量增加，紅光逐漸加強(qiáng)，而藍(lán)光逐漸減弱。通過(guò)收據(jù)數(shù)據(jù)并計(jì)算，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)兩處熒光強(qiáng)度的比值在較大的γ射線(xiàn)輻射劑量范圍內(nèi)符合線(xiàn)型關(guān)系，因此可以通過(guò)薄膜熒光顏色變化直接判斷輻射劑量的大小。
這種檢測(cè)方法直接利用亞克力樹(shù)脂材料，不需要其他輔助的電子元器件，不僅價(jià)格便宜、使用方便，還不用擔(dān)心傳感器會(huì)被高劑量的輻射損壞。能夠以噸為單位量產(chǎn)意味著這種材一次性可以大規(guī)模應(yīng)用。而且γ射線(xiàn)的輻射劑量通過(guò)顏色顯示，可以利用光譜等遠(yuǎn)程方式進(jìn)行讀取，特別適用于重大核泄漏事件。不需要人工進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，只需要通過(guò)無(wú)人機(jī)空投并機(jī)載激光進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)就可以獲取輻射源附近的核輻射分布信息，不會(huì)造成檢測(cè)人員的傷亡。
亞克力樹(shù)脂薄膜檢測(cè)法具有極大的應(yīng)用前景，一旦投入實(shí)用，在大大降低γ射線(xiàn)檢測(cè)成本的同時(shí)，也將給輻射檢測(cè)行業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。
資料來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)
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