美开发出探测核辐射新材料 能在室温下工作

2011-9-14 10:53 来源: 科技日报
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  从切尔诺贝利核泄漏事故到9·11恐怖袭击,从日本福岛核危机至今日的法国核泄漏,核等危险物质难免让人谈虎色变。据美国物理学家组织网9月12日报道,美国西北大学的科学家最近研发出一种能探测到核辐射的新材料,能用来制造检测核武器和核物质的手持式探测设备。相关研究将发表在9月22日的《先进材料》杂志上。

  核材料发射出的伽马射线能被汞、铊、硒和铯等致密材料和重金属材料很好地吸收,可通过伽马射线穿过这些材料引起的电子变化来检测核辐射。不过,这类研究面临的最大难题是,重金属材料内本身就有很多可移动电子,当伽马射线穿过材料时引发的电子变化不能被检测到。

  “这就像有一桶水,往里面加一滴水,这个变化是可以忽略的。”领导该研究的温伯格艺术与科学学院化学教授梅科瑞·卡纳茨迪斯解释道,“我们需要一种没有大量自由移动电子的重元素材料。但在自然状态下,这并不会存在,因此,我们需要研发一种新的材料。”

  卡纳茨迪斯和他的团队制造出了一种新的晶体结构的重元素半导体材料,这种新材料由铯—汞—硫化物和铯—汞—硒化物组成,能在室温下正常工作,其内大多数电子绑定在一起而不再自由移动。当伽马射线进入新材料时,会将电子激活,使电子开始自由移动,据此检测出伽马射线。而且,由于每种元素都有自己特有的图谱,这些信号还能够用来确定所泄漏的核物质。

  卡纳茨迪斯表示,新材料非常具有前途和竞争力,而且还可能用于生物医学,比如诊断显像领域。