中科大发明检测γ射线辐射剂量新材料

  中国科学技术大学张国庆教授团队发明一种新型亚克力树脂薄膜材料,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。该成果日前发表在《美国化学会应用材料与界面》上。

  γ射线是波长短于千分之一纳米的高能电磁波,穿透力强,是核弹爆 炸后的主要辐射源之一,对人体有致命杀伤力。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射线的辐射下,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。基于这一发现,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。为验证γ射线辐照释放酸性物质的机理,该团队在制备薄膜的过程中加入了微量的酸,发现实验效果与受到γ射线高剂量辐射的效果相同。他们将受到γ射线高剂量辐射后的薄膜加微量碱(三乙胺)后,发现薄膜的荧光发射峰与未受γ射线辐射前的荧光发射峰相同,验证了其响应机理。


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