中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué):發(fā)明檢測(cè)γ射線新型亞克力樹(shù)脂薄膜材料

桂運(yùn)安

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授張國(guó)慶團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種新型亞克力樹(shù)脂薄膜材料，該材料無(wú)需使用光電倍增管和電子儀器，可通過(guò)薄膜熒光顏色變化直接判斷γ射線輻射劑量的大小。該成果日前發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)—應(yīng)用材料與界面》，并已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。

γ射線，是波長(zhǎng)短于千分之一納米的高能電磁波，是核彈爆炸后的主要輻射源之一，對(duì)人體有致命殺傷力。對(duì)γ射線的定量檢測(cè)，在核輻射防控、國(guó)家安全、醫(yī)學(xué)檢測(cè)和太空探索等領(lǐng)域具有重要意義。基于γ射線的輻射電離效應(yīng)，由可以發(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，是目前定量檢測(cè)γ射線強(qiáng)度的常用儀器。

張國(guó)慶團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在γ射線輻射下，聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯亞克力薄膜中可以定量釋放酸性物質(zhì)。基于此，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了一種全新的可用于檢測(cè)γ射線輻射劑量的亞克力樹(shù)脂薄膜傳感器。這種傳感器本質(zhì)上是一種對(duì)酸堿性敏感、但在輻照條件下穩(wěn)定的喹啉類藍(lán)色熒光分子。他們將該分子包埋到亞克力樹(shù)脂薄膜中，隨著γ射線輻射劑量的增加，薄膜的藍(lán)色發(fā)光強(qiáng)度逐漸減弱，紅色發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，兩處熒光強(qiáng)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，能夠方便、定量并且廉價(jià)地檢測(cè)γ射線。

該材料可以廉價(jià)噸級(jí)量產(chǎn)，在檢測(cè)γ射線的輻射劑量時(shí)，不需要其他電子元器件輔助，具有廣闊應(yīng)用前景。在極端情況下，比如遭遇核泄漏時(shí)，在泄漏的輻射源附近用無(wú)人機(jī)空投這種一次性薄膜，通過(guò)機(jī)載激光進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)，便可得知輻射源附近的核輻射分布。