全無(wú)機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體實(shí)現(xiàn)超靈敏X射線檢測(cè)
西北工業(yè)大學(xué)黃維院士、新加坡國(guó)立大學(xué)教授劉小鋼與福州大學(xué)教授楊黃浩帶領(lǐng)國(guó)際合作團(tuán)隊(duì),在X射線閃爍體研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,他們發(fā)現(xiàn)了一類全無(wú)機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體對(duì)X射線具有高效的輻射發(fā)光響應(yīng)。相關(guān)研究成果8月27日發(fā)表在《自然》雜志上。
閃爍體是一類吸收高能粒子或射線后能夠發(fā)光的材料,可用于輻射探測(cè)和安全防護(hù)。在醫(yī)學(xué)上,閃爍體是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比如X光、CT等檢查設(shè)備的核心部件。此外,它在國(guó)防工業(yè)、安檢、核安全、天文探索等領(lǐng)域也有著廣泛而重要的應(yīng)用。 “常規(guī)閃爍體一般是在高溫條件下煅燒合成,不僅價(jià)格昂貴,而且對(duì)X射線光子能量的轉(zhuǎn)化效率有限,其輻射發(fā)光性能很難在可見(jiàn)光區(qū)調(diào)諧”,論文第一作者、新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)系博士后陳秋水告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,研究表明,含重原子銫和鉛的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體可在低溫溶液相中制備,工藝簡(jiǎn)單、成本低、可有效吸收X射線,同時(shí)存在高效的三重態(tài)發(fā)光特征、可調(diào)控的電子能級(jí)結(jié)構(gòu)以及較快的輻射發(fā)光速率。 X射線、CT、環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)、高能射線探測(cè)等,其原理是利用光子流作為射線源,射線穿透人體或物質(zhì),而后直接被探測(cè)器接收而形成影像。因此,探測(cè)器系統(tǒng)對(duì)射線的接收程度非常關(guān)鍵。 研究人員利用鈣鈦礦納米晶閃爍體特征制造出的柔性和高靈敏的X—射線探測(cè)器,探測(cè)極限最低數(shù)值是典型醫(yī)學(xué)X射線成像使用劑量的1/400。 此外,該類鈣鈦礦納米晶閃爍體的發(fā)現(xiàn)為制備大面積柔性閃爍體膜提供了可能性,可極大提高X射線檢測(cè)與成像靈敏度,降低X射線在醫(yī)學(xué)診斷和X光機(jī)安全檢查等方面的輻射使用劑量,使得基于X光的應(yīng)用更加安全。 X射線探測(cè)技術(shù)裝備應(yīng)用廣泛,尤其在精密加工等技術(shù)領(lǐng)域有著較高的要求!跋乱徊叫枰鉀Q的問(wèn)題是提高閃爍體薄膜成型、組裝和集成技術(shù),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用!标惽锼f(shuō)。(來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院) |