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《人民日报》:核探测技术应用前景广阔

2024-01-11 14:02     来源:中国原子能科学研究院     辐射探测仪核技术

机场防爆检查时,工作人员拿一个小纸片在旅客身上或行李上一擦,再将小纸片放进仪器,如果没有异常情况,旅客们在等待数秒钟之后,就会被告知可以通过。这种安检技术名为离子迁移谱技术,是核探测技术的一项应用。

中核集团首席专家、中国原子能科学研究院(以下简称“原子能院”)副总工程师王国宝介绍:“‘小纸片’的技术原理是用采样试纸擦拭后,把肉眼不可见的微小颗粒物质采集下来,插入检测仪器进行检测。采集到的样品经过高温气化和电离成离子两个过程,物质种类不同的离子在电场迁移所需时间不同,仪器接收到的信号也不一样,同数据库对比,就能判断出是哪些种类的物质,探测灵敏度很高。”

射线以及各种载能粒子看不见、摸不着,但人们可以利用射线与核辐射探测器介质产生的相互作用,通过射线在气体、液体、固体中的电离或激发效应产生的发光现象、物理或化学变化等过程,来了解射线的信息,这就是核探测技术。核探测技术是一项基础性支撑技术,也是认识微观世界的重要手段之一,因此被称为核科学技术的“眼睛”和“耳朵”。

核探测技术在科研、生产生活中有着广泛的应用。中核集团核探测技术重点实验室主任何高魁举例:“除了医学上会用到核探测技术,工业上的无损检测,很多也用到了核探测技术。”

核辐射探测器是核探测技术的重要载体。原子能院研发出多种高性能化合物半导体探测器、超薄快响应硅探测器等,在高纯锗探测器等领域取得了一定进展。2023年3月,原子能院核技术综合研究所成功研制出高效氮化硼中子探测器,提升了我国在新一代探测材料和新型探测器领域的创新研发能力。

应用方面,原子能院研发的高纯锗自然伽马能谱测井仪、中子瞬发伽马煤田煤质分析仪等,得到了广泛应用。原子能院核技术综合研究所研究员郑玉来说:“我们自主研制的单X射线源双窗双线扫描器,一次扫描即可同时获得透射与背散射图像,在海关、轨道交通等场所的包裹检查领域具有广阔的应用前景。”

“我国核探测技术取得了一定的成绩,但在结构复杂的先进核辐射探测器研制方面仍然存在差距。”何高魁说,核辐射探测器的发展,离不开材料、制备工艺技术、微电子学器件技术以及信息处理技术等方面的突破。原子能院将力争在高纯锗、新型晶体等核探测器材料,以及相关制备工艺方面取得突破,不断研发出智能、快速、高效的核探测设备产品,为我国核科技发展提供有力支撑。

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