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中國(guó)儀表網(wǎng) 儀表新品】近期,英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)研發(fā)一臺(tái)新的伽馬射線光譜儀預(yù)計(jì)能顯著提高放射性測(cè)量能力,適用范圍從醫(yī)療領(lǐng)域放射性藥物的標(biāo)準(zhǔn)化,擴(kuò)展到對(duì)所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的稀有同位素的理解。
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這臺(tái)新儀器被稱為國(guó)家核陣列(National Nuclear Array)或簡(jiǎn)稱為“NANA”,能夠以令人難以置信的速度和精度分析復(fù)雜的放射性樣品。許多放射性同位素所發(fā)射的伽馬射線的能量和強(qiáng)度會(huì)變化,這就構(gòu)成了獨(dú)特的伽馬射線譜。NANA可以讀取這些“指紋”,并在幾納秒的時(shí)間內(nèi)就可以確定樣品中確切的放射性同位素及其含量。
放射性同位素廣泛用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)和科研領(lǐng)域,NANA的測(cè)量能力可以為大量應(yīng)用提供支持,包括核廢料的安全儲(chǔ)存和處置、環(huán)境中放射性水平的可靠監(jiān)測(cè),以及在癌癥診斷和治療中安全有效地使用放射性藥物。
但是,除了完成NPL的核心工作(即支持全英國(guó)范圍內(nèi)可靠的放射性測(cè)量),NANA也可以提高我們對(duì)基本核物理學(xué)的理解。NPL和薩里大學(xué)的聯(lián)合放射性核素計(jì)量學(xué)教授Patrick Regan解釋說(shuō):“真正激勵(lì)核研究領(lǐng)域科學(xué)家的是測(cè)量前人從未測(cè)量過(guò)的東西,得益于NANA陣列,現(xiàn)在可以對(duì)所有已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的稀有同位素進(jìn)行伽馬射線特征的測(cè)量,這是首次實(shí)現(xiàn)。”
NANA的輻射探測(cè)器已經(jīng)參與過(guò)世界各地的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),從美國(guó)的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,到日本的理化學(xué)研究所(RIKEN),甚至到粒子物理學(xué)的發(fā)源地歐洲核子研究中心(CERN)。在CERN的ISOLDE設(shè)備中,NANA被用于研究極端稀有且不穩(wěn)定的汞同位素的性質(zhì)。通過(guò)參與這些國(guó)際研究項(xiàng)目,NANA背后的研究團(tuán)隊(duì)確保了他們?cè)谠摶A(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展中保持著領(lǐng)先地位。
NANA之所以能夠在世界范圍內(nèi)表現(xiàn)出色,關(guān)鍵得益于它的全新設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)的研究者名叫Rob Shearman,他是NPL研究生院的NPL-薩里大學(xué)的聯(lián)合博士生。當(dāng)測(cè)試樣品的放射性構(gòu)成非常復(fù)雜時(shí),一些儀器難以區(qū)分所檢測(cè)到的γ射線到底源自哪里,因?yàn)橛谐^(guò)3,000種已知的放射性同位素。但NANA的12個(gè)鑭溴化物檢測(cè)器和皮秒級(jí)反應(yīng)速度使其能夠識(shí)別來(lái)自放射性同位素發(fā)射的一連串γ射線,因?yàn)樗鼘?duì)衰減的檢測(cè)精度非常高。
NANA是薩里大學(xué)和NPL研究人員密切合作的結(jié)果,也得到了英國(guó)科學(xué)技術(shù)設(shè)施委員會(huì)(STFC)和英國(guó)核能除役署(NDA)的支持。該團(tuán)隊(duì)目前正在驗(yàn)證NANA廣泛能力所涉及的全部范圍。
(原標(biāo)題:國(guó)家核陣列新儀器(NANA)為放射性計(jì)量學(xué)提供了新機(jī)遇)