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亞克力材料變身傳感器 塑料膜也能檢測核輻射
2020年09月22日 09:10:59
來源：儀器網(wǎng) 點擊量：4783
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。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】在商店櫥窗、廣告牌、家具用品等常見的物品中我們經(jīng)常可以看到一種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)定的喹啉類藍色熒光分子包埋到亞克力樹脂薄膜中。當亞克力樹脂薄膜受到γ射線輻照，釋放出酸性物質(zhì)，該藍色熒光分子就會發(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)帶來深遠的影響。
資料來源：科學(xué)網(wǎng)
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