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新检测技术可在砖块等常规建筑材料上回溯辐射历史

2020-03-30
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摘要 北卡罗莱纳州立大学的一支科学家团队,已经开发出了能够将砖块和其它常见建筑材料当作“辐射照相机”的新技术,从而揭示曾经存在于附近的放射性物质的位置与分布。

  北卡罗莱纳州立大学的一支科学家团队,已经开发出了能够将砖块和其它常见建筑材料当作“辐射照相机”的新技术,从而揭示曾经存在于附近的放射性物质的位置与分布。通过“光释光”(简称 OSL)的检测原理,研究人员能够知晓材料中某些放射性物质的影响痕迹,从而检索到曾经发生过的“历史快照”。


(资料图 via East Carolina University)

  1972 年圣诞节那天,英国广播公司曾播出一则名为《石头胶带》(The Stone Tape)的鬼故事,描述了房间里的石头是记录过去事件的一种介质。

  现在,北卡罗来纳州的研究团队,已经给出了一个更切实际的解释。只不过这次记录的是辐射的历史,而不是鬼故事中的幻象。

  研究团队指出,建筑材料可以像 3D 相机一样工作,而人们可以在上面拾取残留的伽马辐射特征。

  因为某些矿物质(石英或长石)能够将电子捕获在其晶体基质中,而与伽马射线反应。

  当受到激发时,这些电子能够从牢笼中转移出来,并释放出在光电倍增管上可测量的光。

  如此一来,科学家们就可为该地区可能存在过的任何强放射源,描绘出一张回溯照片。

  北卡罗来纳州立大学核工程副教授 Robert Hayes 表示:“新研究有效地证明了我们可将一堆砖块变成一台‘伽马射线照相机’,以回溯表征辐射源的位置和分布”。

  据悉,本次成像用的辐射源,是一个 4.5 公斤(10 磅)重的武器级 p 放射源。在此前的 γ 射线光谱学演示中,他们还使用过一种商用的 a 射线源。

  尽管在本次概念验证研究中,团队并未使用普通的砖块(而是依靠商用的被动式剂量计),但也相当准确地预测了历史放射源的位置和甚至半径。

  这项研究也从很大程度上表明可通过建筑材料来进行同样的操作,因为砖块中的硅酸盐(石英、长石、锆石等),也都能够作为单独的剂量计。

  有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《辐射测量》(Radiation Measurements)期刊上。

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