暂无
上海智能电子有限公司

经济实惠的伽马辐射探测器

2019-05-28

  Empa和苏黎世联邦理工学院的一个研究小组开发了由卤化铅钙钛矿制成的单晶,能够高精度地测量放射性辐射。最初的实验表明,这些晶体可以用水溶液或低价溶剂制造,其效果与传统的碲化镉半导体一样,生产起来要复杂得多。这一发现可能会降低许多无线电探测器的价格 - 例如安全领域的扫描仪,发电站的便携式剂量计和医疗诊断中的测量设备。

  伽马光子几乎总是伴随着不稳定同位素的放射性衰变。因此,为了识别放射性物质,需要在室温下工作的具有成本效益和高灵敏度的γ探测器。然而,寻找合适的物质说起来容易做起来难免,苏黎世联邦理工学院教授,​​Empa研究组组长Maksym V. Kovalenko解释说:令人垂涎的半导体必须具有出色的电子质量,即具有高移动性和寿命载流子,以及低密度的陷阱态以及室温下的固有载流子。其次,它必须由能够吸收高能伽马光子的重元素组成。第三,应该可以生长这种材料的大单晶,这些晶体必须是机械和热稳定的。

  古典烧杯化学

  到目前为止,只有碲化镉(CdTe)满足了这些要求。然而,用于生产薄膜太阳能电池的物质不是水溶性的,仅在高于1000摄氏度的温度下熔化,这使得探测器晶体的生产变得复杂且昂贵。Kovalenko和他的团队现在已经成功地在一个普通的玻璃烧杯中制造来自另一系列新型半导体(卤化铅卤化物)的单晶,每个晶体只需几瑞士法郎。研究人员最近在“ 自然光子学 ”杂志上报道,这些晶体可用作伽马辐射的高灵敏度探测器。

  一个可能的应用可能是迷你盖革计数器,可以连接到智能手机。例如,这可能使污染区域的人们测试他们的食物的放射性。

  在神经诊断学中的应用

  新晶体的另一个潜在应用领域是诊断大脑中的代谢问题。多巴胺受体疾病会产生多种后果:帕金森氏症,精神分裂症,多动症(ADHD),社交焦虑症或吸毒成瘾和酗酒。这些疾病通过给予患者放射性示踪物质来诊断,这使得大脑活动在磁共振成像(MRI)中可见。然而,管理放射性物质并非没有危害:如果该物质不纯,则会对健康产生不利影响。然而,由于示踪物质具有相当低的半衰期,因此必须迅速验证其纯度,这意味着它会迅速降解。

  为了证明卤化铅铌铁矿的“能力”,Kovalenko的团队使用新的单晶检测器测试了18F- fallypride的同位素纯度,这是一种用于多巴胺受体临床试验的示踪物质。18F- fallypride具有放射性,半衰期为110分钟,这意味着在生产和注射之间测试该物质的放射性纯度几乎没有时间。

  到目前为止,纯度测量是在一个精心设计的两步过程中进行的:首先,使用高效液相色谱技术分离物质。在第二阶段,然后用检测器测量放射性。得益于新的水晶,研究人员能够成功地将这个两阶段过程简化为一个简单的步骤。晶体只需要保持在示踪物质的前面以获取读数。

上一篇:科学家展示了一种新的物理密码技术,可能适用于未来的核裁军协议
下一篇:更好地感知不连贯的光