亞克力材料變身傳感器塑料膜也能檢測核輻射

2020-09-21 14:13:54來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：γ射線閱讀量：4444

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】在商店櫥窗、廣告牌、家具用品等常見的物品中我們經(jīng)?？梢钥吹揭环N代替玻璃的透明有機合成材料——亞克力材料。作為一種具有良好的透光性、耐久性、耐沖擊性、耐候性以及價格便宜的塑料，亞克力材料擁有比普通塑料和玻璃更強大的性能，已經(jīng)在現(xiàn)代人的日常生活中獲得了廣泛的應(yīng)用。而中國科技大學(xué)的研究團隊又為這種被譽為“塑料皇后”的材料添加了一種新的用途——檢測γ射線。

　　γ射線是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的射線，也是核輻射產(chǎn)生的四種主要射線種類之一。γ射線波長短于0.2埃的電磁波，攜帶著極大的能量，而且穿透力很強。就單個伽馬射線光子而言，它比一百萬個普通可見光子加起來的能量還要大，足以改變?nèi)祟惖腄NA，會對人類造成致命的傷害。因此γ射線檢測是核輻射防護的重要措施。

　　目前常用的γ射線檢測方式是基于γ射線的電離輻射效應(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)備進行檢測。中國科技大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)一種亞克力樹脂在γ射線的輻射下可以定量釋放酸性物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，團隊研發(fā)了一種利用這種亞克力樹脂制作的薄膜傳感器用于檢測γ射線。

　　研究人員將一種對酸堿性敏感、但是輻照條件下穩(wěn)定的喹啉類藍(lán)色熒光分子包埋到亞克力樹脂薄膜中。當(dāng)亞克力樹脂薄膜受到γ射線輻照，釋放出酸性物質(zhì)，該藍(lán)色熒光分子就會發(fā)出紅光。并且隨著γ射線輻射劑量增加，紅光逐漸加強，而藍(lán)光逐漸減弱。通過收據(jù)數(shù)據(jù)并計算，研究團隊發(fā)現(xiàn)兩處熒光強度的比值在較大的γ射線輻射劑量范圍內(nèi)符合線型關(guān)系，因此可以通過薄膜熒光顏色變化直接判斷輻射劑量的大小。

　　這種檢測方法直接利用亞克力樹脂材料，不需要其他輔助的電子元器件，不僅價格便宜、使用方便，還不用擔(dān)心傳感器會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射線的輻射劑量通過顏色顯示，可以利用光譜等遠(yuǎn)程方式進行讀取，特別適用于重大核泄漏事件。不需要人工進入危險區(qū)域進行檢測，只需要通過無人機空投并機載激光進行遠(yuǎn)程檢測就可以獲取輻射源附近的核輻射分布信息，不會造成檢測人員的傷亡。

　　亞克力樹脂薄膜檢測法具有極大的應(yīng)用前景，一旦投入實用，在大大降低γ射線檢測成本的同時，也將給輻射檢測行業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響。

　　資料來源：科學(xué)網(wǎng)

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