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英国推出新伽马射线光谱仪 能提高放射性测量能力

时间:2017-07-17 点击数:1150

导语:近期,英国国家物理实验室(NPL)研发一台新的伽马射线预计能显著提高放射性测量能力,适用范围从医疗领域放射性药物的标准化,扩展到对所有已经发现的稀有同位素的理解。


这台新仪器被称为国家核阵列(National Nuclear Array)或简称为“NANA”,能够以令人难以置信的速度和精度分析复杂的放射性样品。许多放射性同位素所发射的伽马射线的能量和强度会变化,这就构成了独特的伽马射线谱。NANA可以读取这些“指纹”,并在几纳秒的时间内就可以确定样品中确切的放射性同位素及其含量。

放射性同位素广泛用于医学、工业和科研领域,NANA的测量能力可以为大量应用提供支持,包括核废料的安全储存和处置、环境中放射性水平的可靠监测,以及在癌症诊断和治疗中安全有效地使用放射性药物。

但是,除了完成NPL的核心工作(即支持全英国范围内可靠的放射性测量),NANA也可以提高我们对基本核物理学的理解。NPL和萨里大学的联合放射性核素计量学教授Patrick Regan解释说:“真正激励核研究领域科学家的是测量前人从未测量过的东西,得益于NANA阵列,现在可以对所有已经发现的稀有同位素进行伽马射线特征的测量,这是首次实现。”NANA的辐射探测器已经参与过世界各地的多项实验,从美国的阿贡国家实验室,到日本的理化学研究所(RIKEN),甚至到粒子物理学的发源地欧洲核子研究中心(CERN)。在CERN的ISOLDE设备中,NANA被用于研究极端稀有且不稳定的汞同位素的性质。通过参与这些国际研究项目,NANA背后的研究团队确保了他们在该基础技术领域的发展中保持着领先地位。

NANA之所以能够在世界范围内表现出色,关键得益于它的全新设计,该设计的研究者名叫Rob Shearman,他是NPL研究生院的NPL-萨里大学的联合博士生。当测试样品的放射性构成非常复杂时,一些仪器难以区分所检测到的γ射线到底源自哪里,因为有超过3,000种已知的放射性同位素。但NANA的12个镧溴化物检测器和皮秒级反应速度使其能够识别来自放射性同位素发射的一连串γ射线,因为它对衰减的检测精度非常高。

NANA是萨里大学和NPL研究人员密切合作的结果,也得到了英国科学技术设施委员会(STFC)和英国核能除役署(NDA)的支持。该团队目前正在验证NANA广泛能力所涉及的全部范围。

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