新檢測技術可在磚塊等常規建築材料上回溯輻射歷史

北卡羅萊納州立大學的一支科學家團隊,已經開發出了能夠將磚塊和其它常見建築材料當作「輻射照相機」的新技術,從而揭示曾經存在於附近的放射性物質的位置與分布。通過「光釋光」(簡稱 OSL)的檢測原理,研究人員能夠知曉材料中某些放射性物質的影響痕跡,從而檢索到曾經發生過的「歷史快照」。

新檢測技術可在磚塊等常規建築材料上回溯輻射歷史

(資料圖 via East Carolina University)

1972 年聖誕節那天,英國廣播公司曾播出一則名為《石頭膠帶》(The Stone Tape)的鬼故事,描述了房間里的石頭是記錄過去事件的一種介質。

現在,北卡羅來納州的研究團隊,已經給出了一個更切實際的解釋。只不過這次記錄的是輻射的歷史,而不是鬼故事中的幻象。

研究團隊指出,建築材料可以像 3D 相機一樣工作,而人們可以在上面拾取殘留的伽馬輻射特徵。

因為某些礦物質(石英或長石)能夠將電子捕獲在其晶體基質中,而與伽馬射線反應。

當受到激發時,這些電子能夠從牢籠中轉移出來,並釋放出在光電倍增管上可測量的光。

如此一來,科學家們就可為該地區可能存在過的任何強放射源,描繪出一張回溯照片。

北卡羅來納州立大學核工程副教授 Robert Hayes 表示:「新研究有效地證明了我們可將一堆磚塊變成一台『伽馬射線照相機』,以回溯表徵輻射源的位置和分布」。

據悉,本次成像用的輻射源,是一個 4.5 公斤(10 磅)重的武器級 p 放射源。在此前的 γ 射線光譜學演示中,他們還使用過一種商用的 a 射線源。

盡管在本次概念驗證研究中,團隊並未使用普通的磚塊(而是依靠商用的被動式劑量計),但也相當准確地預測了歷史放射源的位置和甚至半徑。

這項研究也從很大程度上表明可通過建築材料來進行同樣的操作,因為磚塊中的硅酸鹽(石英、長石、鋯石等),也都能夠作為單獨的劑量計。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《輻射測量》(Radiation Measurements)期刊上。

原標題為:《Retrospective characterization of special nuclear material in time and space》

來源:cnBeta