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俄罗斯科研团队创新研发硅胶基粒子探测器 可识别宇宙射线及中子

2026-03-09 11:53          粒子探测器 辐射探测仪

俄罗斯科学院核研究所与莫斯科物理技术学院的联合研究团队近期利用硅酮密封剂与银活化硫化锌发光粉末,成功研制出一种新型粒子探测器。该探测器采用透明硅化合物为载体,内部均匀分散发光微颗粒,当高能粒子与颗粒碰撞时将产生闪光,并通过硅胶介质传导光信号,实现对宇宙射线、中子等粒子的探测。

该材料体系具有可塑性强、成本低、可长期保存等优势,可灵活制成多种形状。其核心突破在于利用硫化锌对轻重粒子的不同响应特征:电子等轻粒子引发快闪,质子、原子核等重粒子则产生持续数百倍时长的慢闪。结合示波器分析,研究人员可有效区分γ射线、中子、μ子等不同粒子类型,甚至在毫米级厚度样品中清晰观测到μ子信号峰。

该探测器可用于宇宙射线μ子探测、中子监测等领域,对核电站辐射监控、海关安检、便携式剂量计等场景具有潜在应用价值。虽然目前探测效率有待提升,但该技术已实现背景γ噪声抑制,并能基于完全国产化材料(斯塔夫罗波尔产发光粉末、本土硅油)完成制备,体现了俄罗斯在辐射探测技术领域的自主创新能力。

此项研究属于核技术体系中的辐射探测与测量技术范畴,是核探测方法与仪器开发的重要分支。其目标在于识别和测量来自核反应、宇宙射线或放射性物质的各类粒子(如中子、γ射线),这些技术直接服务于核能安全监控、辐射防护、核物理实验及核安保等领域,是核科技基础能力建设的关键组成部分。


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