9月21日,记者获悉,中国科大教授张国庆团队发明了一种新型亚克力树脂薄膜材料,该材料无需使用光电倍增管和电子仪器,可通过薄膜荧光颜色变化直接判断γ射线辐射剂量的大小。该成果日前发表于《美国化学会——应用材料与界面》,并已申请国家发明专利。
γ射线,是波长短于千分之一纳米的高能电磁波,是核弹爆炸后的主要辐射源之一,对人体有致命杀伤力。对γ射线的定量检测,在核辐射防控、国家安全、医学检测和太空探索等领域具有重要意义。基于γ射线的辐射电离效应,由可以发生电离的气体或固体、光电倍增管和电子仪器组成的设备,是目前定量检测γ射线强度的常用仪器。
张国庆团队发现在γ射线辐射下,聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯亚克力薄膜中可以定量释放酸性物质。基于此,该团队设计并制备了一种全新的可用于检测γ射线辐射剂量的亚克力树脂薄膜传感器。这种传感器本质上是一种对酸碱性敏感、但在辐照条件下稳定的喹啉类蓝色荧光分子。他们将该分子包埋到亚克力树脂薄膜中,随着γ射线辐射剂量的增加,薄膜的蓝色发光强度逐渐减弱,红色发光强度逐渐增强,两处荧光强度的比值在较大的γ射线辐射剂量范围内符合线型关系,能够方便、定量并且廉价地检测γ射线。
该材料可以廉价吨级量产,在检测γ射线的辐射剂量时,不需要其他电子元器件辅助,具有广阔应用前景。在极端情况下,比如遭遇核泄漏时,在泄漏的辐射源附近用无人机空投这种一次性薄膜,通过机载激光进行远程检测,便可得知辐射源附近的核辐射分布。
(记者 蒋瑜香 通讯员 桂运安)