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中子与辐射剂量探测仪原理

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中子与辐射剂量探测仪原理相关的资讯

  • 中国赴日救援队带核辐射探测仪 喝水吃饭自给
    中国国际救援队在检查器材  自身安全 探测仪遇辐射就响  据介绍,本次赴日本救援的中国国际救援队共有15名队员,来自中国地震局、某部工兵团和武警总医院。大部分队员都参加过汶川、玉树、海地、巴基斯坦等多次国内外地震救援,具有丰富的救援经验。“他们都是行业里的佼佼者,有搜救装备方面的专家,有专门培训救援队员的教官,有参加过多次救灾行动的医生,他们无论在技术上还是自身素质上都是拔尖的。”徐勇介绍说,救援队携带搜索、营救、医疗和后勤等近4吨装备。搜索装备包括物理的红外线搜索仪、声波搜索仪、电磁波生命探测仪和光学生命探测仪等 救援装备是常规的破拆减震和切割装备 医疗装备主要用于急救 后勤装备则包括睡袋、面包、饼干、矿泉水等。  “在应对核泄漏危险方面,中国国家救援队也做了一定预防方案,并带有核辐射探测仪器。”徐勇告诉记者,“这种仪器一碰到核辐射就会响,并且还会显示有多大的剂量,一旦达到一定程度的剂量,队员们就会采取相关防护手段。”  据了解,中国国际救援队成立10年来,先后成功开展了阿尔及利亚、伊朗、印尼、巴基斯坦、海地、汶川、玉树、舟曲等15次18批国内外救援行动,成功救出60名幸存者,医治4万余名伤病灾民,但“这10年来,只在汶川地震救援时,有一位队员从废墟中救人时遭受到轻微的骨折,此外并无其他伤亡情况。”白玉说,这是因为这些救援队员平时严格进行各种训练。
  • 日本用塑料瓶研制辐射探测仪
    日本研究人员利用回收饮料瓶的塑料制成能够测知辐射的传感器,可用于辐射探测仪,有望让成本下降90%。  京都大学助理教授中村秀人(音译)与帝人公司合作研究,设计出一种以PET材料制成的传感器,可用于制造小型辐射探测仪和较大型号的辐射值读数测量仪。  PET,即聚对苯二甲酸乙二醇酯,广泛用于塑料饮料瓶。研究人员利用饮料瓶制成一种塑料树脂,发现这种材料遭到辐射时会发出荧光,且强度好、柔韧、成本低,可用作辐射探测仪中的传感器。  当前,日本市场上传感器原材料大多从法国圣戈班公司进口,价格较贵。  帝人公司公关部估计,传感器售价大约1万日元(约合130美元),比市场现有产品便宜九成,最早会在下个月供应一些政府部门和企业。  帝人公司销售主管石井彻(音译)告诉路透社记者,“我们的目标是在9月底制成最终成品”、即辐射探测仪,9月、10月供政府部门和企业试用,随后逐渐供应公众。  日本东北部3月地震和海啸后,福岛第一核电站泄漏,不少民众争相购买辐射探测装置。
  • 设计核辐射探测仪 成都人赢百万大奖
    8月3日,首届天府宝岛工业设计大赛评选出的500多件优秀作品在四川科技馆展出,展出作品涉及电子信息产品类、时尚类、医疗科学类等等。在昨晚的颁奖典礼上,成都参赛者罗挽澜的“MT.S1手持探测仪”从1658项作品中脱颖而出,获得大赛“特别表彰奖”,奖金总额高达100万元。  手持探测仪“笑”到最后  在众多作品中,来自成都某设计公司的罗挽澜,以其“MT.S1手持探测仪”获得大赛“特别表彰奖”。昨晚在香格里拉大酒店举行的颁奖典礼上,罗挽澜获得了20万的直接奖励与80万的创业基金。“MT.S1手持探测仪”是一种专业的探测设备,从外观上看,它像一台小型摄像机,主要由机身、手柄、 LED屏幕组成。罗挽澜介绍,该仪器主要用于探测放射性物质的数量,如核辐射等。罗挽澜透露,所获得的奖金将用于探测仪投入生产的基金:“希望能早日把这项设计提供给需要它的单位。”  此外,99项参赛作品分别获得大赛一等奖、二等奖、三等奖与优秀奖。在9项获一等奖的作品中,1项来自韩国、4项来自中国台湾、2项来自四川,另2项来自国内其他省份。  设计大赛将每年举办一次  除优秀作品展示外,工业设计高峰论坛也是天府宝岛工业设计大赛最后一站的重头戏。除分享自身对工业设计的看法与理念之外,多位专家还对中国工业设计面临的问题提出了建议。  作为大赛的主办方之一,台湾工业总会秘书长蔡练生对大赛作了总结与评价:“这次大赛是两岸交流的新形式,两岸在工业设计方面各有各的优势,一起交流可以取长补短,共同进步。”他认为四川有很多优秀的工业设计者,这次大赛为设计者和生产者提供了交流的平台,取得了很好的效果,“但这不是终点,我们的大赛还将继续办下去。”蔡练生说。  四川工业信息联合会常务副会长刘志平透露,以后天府宝岛工业设计大赛将每年举办一次,明年的比赛将从年初开始启动。
  • IAEA:儿童用CT扫描辐射剂量可能过高
    日前,国际原子能机构(International Atomic Energy Agency ,IAEA)在其发表的公报中警告说,目前在临床医疗中广泛使用的计算机X射线断层扫描技术,即通常简称的CT扫描,因辐射剂量偏高,可能会对儿童造成过度伤害,并由此增加罹患癌症的风险。  国际原子能机构的一份最新研究报告指出,尽管专家们近10年来一直在对儿童接受CT扫描的安全性发出警告,但很多国家的医疗卫生机构却并未按照病人体质状况调整X射线的剂量。报告称,儿童对于放射线的敏感度是成年人的10多倍,儿童的细胞增殖速度快,平均寿命长,这些特点都会增加放射线后遗效应风险。同时,由于图像质量和射线剂量之间存在一定的因果关系,为增加图像的分辨率,操作人员往往需要增加扫描时的射线剂量,这无疑也让低龄患者承受了额外的X射线辐射。  国际原子能机构曾对非洲、亚洲和东欧地区28个发展中国家的总共128家医疗机构进行了调查,调查中发现,15岁以下的儿童在接受CT扫描检查时,其辐射水平和频率均存在巨大的差别。其中,有6个国家的11个CT中心为儿童使用的是与成年人同等剂量的X射线,其使用的扫描仪是老旧的型号,没有自动曝光控制的功能,而且其工作人员也没有这方面的保护意识。  国际原子能机构表示,由于缺乏核磁共振或超声波成像等替代技术,非洲国家的儿科使用CT扫描比亚洲和东欧国家更加频繁,因而也越发需要开展放射防护工作。报告呼吁,有关国家必须按照辐射使用正当化、防护水平最优化和个人剂量限值化这三条基本原则,建立CT扫描辐射剂量限制体系,并实施严格监管,同时重点针对儿童患者强化照射防护措施,例如缩短受照时间、降低照射剂量、增大与射线源间的距离,以及增加屏蔽防护设备等。
  • 《环境γ 辐射剂量率测量技术规范(征求意见稿)》印发
    p  为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国放射性污染防治法》《中华人民共和国核安全法》,规范环境γ辐射剂量率的测量工作,生态环境部决定修订《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T 14583-93)。/pp  目前,标准编制单位已编制完成《环境γ辐射剂量率测量技术规范(征求意见稿)》,现印送给相关单位,如有意见可于2020年5月8日前将书面意见反馈生态环境部(电子文档请同时发送至电子邮箱)。逾期未反馈的,将按无意见处理。/pp  联系人:生态环境部核设施安全监管司马磊/pp  电话:(010)66556841/pp  传真:(010)66556837/pp  地址:北京市西城区西直门南小街115号/pp  邮编:100035/pp  联系人:生态环境部辐射环境监测技术中心陈前远/pp  电话:(0571)28869268、13588481455/pp  邮箱:cqy@rmtc.org.cn/pp  附件:img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" style="vertical-align: middle margin-right: 2px "/a href="https://img1.17img.cn/17img/files/202004/attachment/b3faf167-0819-466e-8cdc-793b39c51e6f.pdf" target="_self" title="1.pdf" textvalue="1.征求意见单位名单.pdf" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "1.征求意见单位名单.pdf/span/a/ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "  /spana href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/947200.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "2.环境γ辐射剂量率测量技术规范(征求意见稿)/span/a/ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "  /spana href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/947201.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "3.《环境γ辐射剂量率测量技术规范(征求意见稿)》编制说明/span/a/p
  • 150万!中国科学院沈阳自动化研究所核辐射探测仪采购项目
    项目编号:OITC-G220311017项目名称:中国科学院沈阳自动化研究所核辐射探测仪采购项目预算金额:150.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):150.0000000 万元(人民币)采购需求:包号项目名称数量简要用途是否允许采购进口产品交货期1核辐射探测仪2套最大工作水深6000m;主要用于海洋核事故中环境辐射情况的调查。否合同签订后4个月内到货合同履行期限:合同签署后4个月内到货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 420万!中国科学院大连化学物理研究所大连先进光源预研项目在线辐射探测器采购项目
    项目编号:OITC-G220310451项目名称:中国科学院大连化学物理研究所大连先进光源预研项目在线辐射探测器采购项目预算金额:420.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):420.0000000 万元(人民币)采购需求: 包号货物名称数量简要技术规格交货(竣工)期交货(竣工)地点采购预算是否允许采购进口第1包大连先进光源预研项目在线监测系统1套本系统能够实时监测注入器测试平台、超导加速模组水平测试平台和垂测平台的中子和γ辐射剂量水平,并设置实时剂量率和累计剂量报警阈值,并与屏蔽门与中控实现安全联锁功能,保证项目的安全运行,实现项目工作状态的警示灯警示和电离辐射警示。并与EPICS控制系统兼容,保障监测数据的统一管理,配备监测管理软件,能够实现布点的平面展示分析管理等。合同签订后8个月中国科学院大连化学物理研究所英歌石420万元否 投标人可对其中一个包或多个包进行投标,须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。合同履行期限:合同签署后8个月内到货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 赛默飞推出新型个人辐射剂量计
    p style="line-height: 1.5em "  赛默飞推出新型个人辐射剂量计,可提供超精确的辐射剂量检测。这种新型的个人剂量计旨在更好地保护那些在核电站、医疗设施和其他可能的地方接触到放射性物质的人员。新设备将伽马和β剂量测定通过遥测技术整合在一个紧凑的单元中。br//pp style="line-height: 1.5em "  Thermo Scientific EPD TruDose个人电子辐射剂量计与之前EPD系列的其他型号相比具有先进性。它旨在通过提供实时,超精确的剂量信息来降低辐射暴露和工作中断的风险。此外,该仪器还具有更强的报警体统和更易于操作的菜单并统一在一个更坚固的仪器中。/pp style="line-height: 1.5em "  剂量计可以测量伽马和β辐射,并结合脉冲检测技术,在脉冲场环境中实现最佳性能。 EPD TruDose仪器还集成了低能耗蓝牙技术,可通过单独的发射器同时连接并接收来自多个设备的数据,旨在最大限度地减少设施的能耗以及传输足迹。/pp style="line-height: 1.5em "  “EPD TruDose剂量计为辐射防护管理人员提供了更大的信心,使他们的团队成员能够保持安全,免受有害暴露水平的影响,”赛默飞世尔科技的现场和安全仪器副总裁兼总经理Julie Planchet说。“通过部署当今最具创新性的技术,他们还可以提提升工作场所的效率,降低辐射防护成本,同时使员工能够专注于工作。”/pp style="line-height: 1.5em " Thermo Scientific EPD TruDose电子个人剂量计还提供:/pul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc "lip一系列报警功能,包括为国土安全操作增加警告阈值和静音振动警报/p/lilip集成电磁屏蔽,对电磁场具有高耐受性/p/lilip使用Thermo Scientific EasyEPD3软件,该软件通过红外通信链接读取和写入数据,并在PC窗口中显示数据/p/lilip紧凑的设计,可轻松,牢固地固定在皮带,挂绳或衬衫口袋上/p/lilip可选配件,包括桌面阅读器,红外读卡器和遥测无线电/ppimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/7f963777-5dc8-4577-8985-087f69494004.jpg" title="{cd57b6c6-a3d4-44d3-87e2-327f1364488d}_epdTruDose_banner2.jpg"/br//p/li/ulpbr//p
  • “干涉式毫米波成像辐射计关键技术研究”课题通过验收
    2009年12月29日,“十一五”863对地观测与导航领域专题课题验收会在北京举行,由中科院空间科学与应用研究中心承担的“干涉式毫米波成像辐射计关键技术研究”课题通过验收。  该课题为“十一五”本领域首批立项的专题课题之一,主要目标是针对当前地球静止轨道气象卫星对微波/毫米波有效载荷的迫切需求,开展以分时采样综合孔径技术为核心的关键技术攻关,以解决真实孔径系统天线口面过大以及传统综合孔径系统单元天线数目过多的问题。在当前全球气候变化加剧、灾害性天气现象频发的大背景下,开展此项研究具有特别意义。  在课题执行过程中,以吴季研究员为首的空间中心研究团队提出了圆环阵列自旋扫描的方案,在简化系统复杂度、提高运动机构稳定性以及定标可行性上具备明显的优势,并最终形成了自主知识产权,成功进行了外场成像实验。  在课题验收会上,与会评审专家一致认为,课题组在50~56GHz的氧气吸收峰频段成功验证了干涉式综合孔径辐射计体制的可行性,达到了目前国内干涉式辐射计技术的最高频率,并突破了多项具备国际水平的关键技术,包括:分时采样体制下干涉式综合孔径辐射计关键性能指标的分析方法 稀疏天线阵列与分时采样方式的联合优化设计方法 毫米波接收机前端噪声互耦抑制方法 多时延数字相关技术 分时采样干涉式综合孔径系统的整体定标技术等。研究成果有力支持了未来在我国下一代风云四号静止轨道气象卫星上实施综合孔径大气温度探测仪的可行性与必要性。地球静止轨道(GEO)具有大覆盖以及实时性等特点,而微波/毫米波段观测则具有全天候全天时的优势,两者的结合能够实现对整个天气变化动态过程的连续有效观测,为数值天气预报提供高时间分辨率的观测数据,满足短期预报甚至即时预报的要求。  本课题成果已获“十一五”863重点项目的后续支持,在该成果的基础上进一步研制一台全尺度地面样机,为本成果最终进入工程型号应用奠定基础。
  • 2.3亿3339台!海关总署辐射探测设备采购大单“诱人”
    p  8月4日,中国政府采购网发布公告,海关总署将针对2017年辐射探测设备采购项目进行公开招标。项目名称:海关总署2017年辐射探测设备采购项目,项目编号:HG17GK-A0101-D053,开标时间:2017年08月24日 09:00。/pp  公告内容显示,此次招标的内容包括,门式车辆辐射探测设备、门式行人辐射探测检查设备、手持式核素识别设备、个人辐射剂量报警仪四大类别,共计3339台,预算金额:23352.9 万元人民币。/pp  详细内容如下:/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="QQ截图20170807083925.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/ee9388ac-478a-432b-91d3-b7a79cfc89b6.jpg"//p
  • 解码“风云四号”七玄机 四大探测仪为大气做“CT”
    2010年3月,我国风云四号科研试验卫星工程正式立项。中国航天科技(000901,股吧)集团公司八院风云四号卫星系统总师董瑶海说,早前也试图与欧洲合作,但一个小小的元器件,欧洲人却开出比整星还贵的天价——“5亿元人民币你要不要?”  航天高技术是买不来的。近七年的钻研,打造出这颗设计寿命七年的风云四号,最令董瑶海自豪的是,“所有的核心技术都是自主研发的”。  “六”面柱体构型运行更稳定  风云四号采用六面柱体构型,具有对地面大、质心低等优点,有利于安装体积更大、数量更多的有效载荷,能让卫星在太空中更稳定地运行。  “五”项任务体重超五吨  风云四号重达5.4吨有五大任务:获取地球表面和云的多光谱、高精度定量观测数据和图像,获得高频次的区域图像 实现大气温度和湿度参数的垂直结构观测 实现闪电成像观测 完成卫星图像、遥感数据及产品分发和灾害性天气警报信息发布 监测太阳活动和空间环境等。  “四”大有效载荷为大气做“CT”  中国航天科技集团公司八院风云四号卫星工程总师李卿介绍,风云四号观天象、测风云靠的是装载多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间环境监测仪器包等4个探测载荷,直接为大气做“CT”,达世界领先水平。  “三”轴稳定效率提高20倍  与卫星风云二号采用的自旋稳定控制不同,三轴稳定控制能让风云四号在X、Y、Z三个方向上均相对地球保持姿态不动,让卫星的有效载荷始终对准需要观测的目标,从而将观测效率与风云二号相比提高近20倍。  “二”代静止轨道气象卫星升级  我国气象卫星有极轨和静止轨道两个序列。目前,极轨气象卫星方面,新一代的风云三号卫星已全面取代风云一号卫星 静止轨道气象卫星中,风云二号首星发射距今已有19年,作为第二代静止轨道气象卫星的首发星,风云四号为我国静止轨道气象卫星的升级换代吹响号角。  “一”个太阳“翅膀”首次亮相  为了使卫星上的红外探测仪不受太阳帆板上产生红外辐射反射的影响,风云四号首次采用单太阳翼的设计,保证卫星在三万六千公里高空作业的定标精度和稳定。
  • 7008万 四创电子毫米波云水探测仪重大专项获批
    2013年11月19日,安徽四创电子股份有限公司发布关于国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的公告。公告全文如下:  本公司董事会及全体董事保证本公告内容不存在任何虚假记载、误导性陈述或者重大遗漏,并对其内容的真实性、准确性和完整性承担个别及连带责任。  安徽四创电子股份有限公司(以下简称&ldquo 公司&rdquo )近日收到国家科学技术部批复的国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的通知。公司申请的&ldquo 多波段主被动毫米波云水探测仪开发和应用&rdquo 项目已批准立项。  一、项目概述  项目名称:多波段主被动毫米波云水探测仪开发和应用  项目实施主体:本公司  项目总体目标:攻克双频毫米波测云、多通道微波辐射计探测、多参数信息融合处理等关键技术,开发W波段大功率速调管、毫米波双频共面天线等部件。通过系统集成,在项目中期,研制形成具有一定功能Ka/W波段双频毫米波测云仪和多通道毫米波辐射计成套仪器样机。公司获得该国家重大科学仪器设备开发专项将有助于公司形成具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠的多波段主被动毫米波云水探测仪。  项目经费预算:项目总预算7,008.46万元,其中国家专项拨款3,132.00万元,公司自筹资金3,876.46万元。根据《关于开展国家重大科学仪器设备开发专项2013年度项目组织工作的函》(国科财函20132号)规定,项目前半段主要由承担单位自筹经费实施,国家专项经费资助10% 通过中期评估确认后,再主要由国家专项经费给予支持。截至目前,公司尚未收到该笔专项经费。  项目建设周期:5年(2013年10月&mdash &mdash 2018年10月)  该项目实施不需经董事会、股东大会批准。该项目不构成公司的重大资产重组。该项目牵头单位是本公司,实施过程中将与其他单位实施项目合作。  二、项目风险提示  1. 项目在工程化实现和市场存在一定的不确定性。  2. 项目建设期较长,存在技术先进性水平变化的风险。  3. 若项目未通过国家中期评估确认,后半段的国家专项经费拨款金额将进行调整。  特此公告。  安徽四创电子股份有限公司董事会  二O一三年十一月十九日
  • 华科大教授自主研制仪器检测中朝边界核辐射
    北京时间2月12日10时57分,朝鲜开展第三次地下核实验并引发地震,此次爆炸估计为6000吨至7000吨TNT当量,核爆威力介于前两次之间。  来自武汉光电国家实验室(筹)研究员、华中科技大学生命学院教授谢庆国科研团队的消息,该团队两名技术人员硕士研究生林立和姜浩携自主研发的手持式辐射探测仪,在其核试验24小时内即响应起身奔赴最前线。  没有发现超标情况  2月13日13点50分即核试验后27小时开始,团队技术人员从人口密集的长春市出发,沿路经过据报道有震感的安图、延吉到吉林省最大的中朝口岸城市图们(距离核爆地点直线距离193公里),采用逐步朝核爆地点逼近的方式移动监测。  截止到2月16日13时,已进行了71小时的移动和定点监测,长春和中朝边境辐射剂量都显示正常,没有发现超标情况。  了解核试对“东北粮仓”影响  同时,该团队将分别沿着吉林与朝鲜为界的鸭绿江和图们江两条流域下游的方向寻找离核爆点接近位置检测,并对地下水和土壤进行取样并带回实验室分析,及时了解核试验对我国“东北粮仓”的影响。  此外,该团队自主研发的其它几款产品便携式能谱仪和环境监测仪也将立即送往前线,沿中朝边境多处布点,定点自动监测,及时获取数据进行实时分析。
  • 上海技物所“大气辐射超光谱探测技术”取得关键技术突破
    近日,上海技术物理研究所科技部国家重点研发计划地球观测与导航专项“大气辐射超光谱探测技术”取得关键技术突破,光谱分辨率达到0.014cm-1,为当前国际最高水平。大气辐射超光谱探测仪技术可获得全球各地区从地面到对流层空间三维的气体分布数据图,实现全球三维空间臭氧、二氧化碳以及大气中痕量气体分布浓度、分布状态和混合状态的长期变化探测,这对我国后续开展对流层化学性质、对流层和生物圈相互作用、对流层和平流层相互交换及全球气候变化研究将具有十分重要的意义。基于此,“十三五”期间,科技部国家重点研发计划地球观测与导航专项部署了“大气辐射超光谱探测技术”项目。项目由上海技术物理研究所牵头,联合中科院空天信息研究院和中科院大气物理研究所共同研制,项目负责人为华建文研究员。大气辐射超光谱探测科学意义 国际上,红外傅里叶光谱遥感探测技术是星上探测大气化学成分主要手段,这类光谱仪对光谱分辨率要求极高(0.02cm-1左右),目前在轨应用的主要有美国TES、加拿大ACE、德国MIPAS 和日本TANSO-FTS。 为突破红外超高光谱探测技术,进一步掌握高精度大气探测国际话语权,团队基于傅里叶变换光谱探测技术,经过近5年半的不懈努力,成功实现了宽谱段、大幅宽、超高光谱分辨率红外光谱探测技术瓶颈的突破。尤其是近两个月,在项目进入最后集成和攻坚阶段,李利兵等团队骨干主动驻守园区开展研制攻关,“足不出户”驻扎实验室,克服疫情影响,按计划完成了样机整机集成光校和各项指标测试,研制出大气辐射超光谱探测仪。大气辐射超光谱探测仪样机(低温光学箱封箱前) 经专家测试和评议,大气辐射超光谱探测仪功能和性能指标均满足任务书要求。特别是,实现了0.014cm-1光谱分辨率,达到国际最高水平。该项技术的突破,将对推动我国空间痕量气体干涉式红外超光谱技术的发展具有重要意义。项目将于2022年5月开展综合绩效评价。大气辐射超光谱探测仪光谱分辨率
  • 记者亲测日本福岛核辐射 华中科大造计量仪“震得手麻”
    前日起,《新华社记者“冒死”现场亲测福岛核辐射,日本还能去旅游吗?》的报道,刷爆朋友圈。楚天都市报记者昨日了解到,新华社记者手中的个人辐射计量仪,是武汉光电国家实验室谢庆国团队的科研成果。  谢庆国是华中科技大学生命学院教授、武汉光电国家实验室研究员,“数字PET”发明人。这款个人辐射计量仪尺寸较小,但灵敏度高,可检测自然环境的微弱辐射变化,并对辐射超阈值实时报警。  本月22日,新华社东京分社记者华义深入福岛核泄漏禁区,测量辐射情况。谢庆国团队的华越轩硕士得知后,与华义取得联系,寄送辐射测量仪器,并提供专业的辐射数据解读和科普知识指导。  23日下午的直播中,华越轩一直在后台紧盯华义手中的个人辐射计量仪。在发生核泄漏的机组附近,华义关闭了报警器,但计量仪对辐射的反应仍“震得手麻”。  测量显示,福岛禁区外围的辐射强度高达0.4μ Sv/h(幅射计量单位),是日本自然本底辐射(日常来自自然环境的辐射)的40倍。在该区域生活一年,累计辐射吸收剂量比国际标准高出3倍多。  华义还在直播中展示了他从22日到23日累计接受的辐射剂量:17.95μ Sv。华越轩说,这一剂量约为自然本底辐射的27倍。如果在这样的环境中生活一年,累计剂量将达到9.8mSv,超过安全值9倍多。辐射剂量仪出自华中科大  硕士生请缨,助力检测福岛辐射剂量  今年3月11日是日本福岛地震6周年,福岛第一核电站核泄漏后遗症影响如何?在得知新华社记者将于2月19日赶赴福岛,深入核泄漏禁区用直播的形式探知真相时,谢庆国团队专注于辐射探测研究的硕士研究生华越轩主动提出,为新华社记者提供仪器与咨询服务。  个人辐射剂量仪可对弱辐射场的细微变化作出快速响应,对辐射超阈值实时报警,帮助用户有效避免非必要的辐射。23日下午3时左右,直播正式开始。看到仪器上显示的数据,华越轩心情沉重:福岛禁区外围的辐射强度依然高达每小时0.4微希沃特,大约是日本其他地方正常环境下辐射剂量的40倍。如在该区域生活一年,累计辐射吸收剂量将比国际标准建议的公众年吸收量高出3倍多。  离核电站越近,辐射数值越高  新华社记者靠近福岛第一核电站事故机组,辐射剂量仪的数值飙升,甚至突破每小时200微希沃特,是在东京一些地方测得的辐射值的四五千倍,仪器发出强烈的报警,震得手发麻。  在直播中,新华社记者两日内在福岛累计接受辐射剂量达17.95微希沃特。华越轩分析,这个辐射剂量约为正常环境下的27倍,如果长期在这样的环境下生活,一年的平均累计剂量就达9800微希沃特,超过安全值9倍多,将对人体产生极大危害。  将建立辐射剂量分布数据库  事实上,这已不是谢庆国团队第一次参与这样的重大国际事件。2013年和2016年,朝鲜分别进行了两次地下核试验,谢庆国团队都是第一时间奔赴中朝边境,通过微博、微信平台实时发布辐射剂量实测数据。  谢庆国团队已派出专业科研人员在日本各地开展一系列的辐射探测工作,将建立相关的辐射剂量分布数据库,为研究应对福岛核泄漏次生危害、防止核辐射对环境及人体产生危害提供技术支持。  这种技术还可用于早期癌症检测  谢庆国团队还将这款辐射剂量仪所基于的“数字正电子发射断层成像”(简称“数字PET”)技术应用于临床的全数字PET中,于2015年研制出全球首台临床全数字PET机器,或将推动癌症治疗的进步。  2001年以来,华中科大教授谢庆国带领团队致力于全数字化和精准测量的全数字PET研究。基于数字PET技术,谢庆国团队研发出一系列辐射探测产品,使看不见摸不着的辐射变成一个个精准数据,并逐步完善形成了一套全数字辐射探测解决方案。  谢庆国团队还将数字PET技术应用于临床的全数字PET中,于2015年研制出全球首台临床全数字PET机器。这台基于自主知识产权技术的人体临床全数字PET,有望推动面向癌症早期检测的PET检查向普及化发展。  据该团队介绍,首台人体临床全数字PET机器对病人做全身检查仅需5分钟,耗时仅为传统设备的一半左右,实现了全数字PET检测又快又准,而检测时的辐射量远比X-RAY、CT、MRI小得多。全数字PET一旦进入临床应用,能提升医院服务患者的能力,并且降低PET检查的价格。  据了解,首台临床全数字PET机器将于今年3月开始进行临床试验,在国内完成100例临床试验后,将接受有关方面对试验情况进行评估。如一切顺利,临床全数字PET将很快进行量产,投入临床使用。
  • 地铁安检仪辐射危害引发质疑 专家建议加强管理
    最近,深圳、上海、北京等多个城市地铁站X射线安检仪相继被媒体曝出没有办理辐射安全许可证,引起了公众的普遍恐慌,那么在国内地铁站入口处的X射线安检仪,许多乘坐地铁的乘客再熟悉不过了。逢包必检已成为大家日常乘坐地铁时牢记的一个常识。最近,深圳、上海、北京等多个城市地铁站X射线安检仪相继被媒体曝出没有办理辐射安全许可证,引起了公众的普遍恐慌,那么,地铁安检仪对人体究竟有没有伤害?它的工作原理究竟是什么?它释放的辐射剂量究竟有多少?生活中我们又会遇到哪些辐射?又该如何科学地去防范辐射的危害?  每年的辐射量相当于乘飞机2小时的辐射量  同方威视技术股份有限公司供应了国内多个城市的地铁安检仪,据该公司的研发人员介绍,X射线是比可见光波长还要短的一种电磁辐射,具有比可见光更强的固体、液体穿透能力,甚至能够穿透一定厚度的钢板。当X射线穿过物品时,不同物质组成、不同密度和不同厚度的物品内部结构能够不同程度地吸收X射线,密度、厚度越大,吸收射线越多 密度、厚度越小,吸收射线越少,所以从物品透射出来的射线强度就能够反映出物品内部结构信息。  地铁X射线安检仪就是采用线扫描工作方式,物品逐层被X射线照射 透射射线信号被探测、处理后,对获得的数据进行图像重建就得到了图像,图像上能够表现物品的内部信息。按每年365天、每天通过地铁安检2次计算,地铁乘客每年因地铁安检接受的辐射剂量也不大于0.01mSv(10μSv),该值仅相当于1.5天的天然本底辐射剂量或者乘飞机飞行2小时的辐射剂量,因此,不会对乘客造成伤害。  据该公司称,该公司生产的产品获得了北京市环保局颁发的辐射安全许可证,这在北京市环保局处得到了证实。据不久前一位曾独立参与北京市多家地铁站辐射检测的专家透露,按照现有的标准检测显示,北京市多家地铁站所检测到的辐射剂量符合国际国内标准。  对地铁安检仪辐射质疑,专家建议,相关部门应该加强放射装置的管理,严格按照国家标准来处理,消除公众对辐射的恐慌,避免“谈辐色变”。  生活中处处有辐射  “说到辐射,可以分为电离辐射和非电离辐射。”清华大学工程物理系朱立教授介绍到,电视塔、微波炉所产生的电磁辐射属于非电离辐射。核辐射为电离辐射,电离辐射包括α、β、γ射线,X射线,中子和其他粒子束。“自古以来,人类就在天然的辐射环境中繁衍生息,每个人无时无刻不受到天然辐射的照射。”  天然辐射有三个来源,来源之一就是人体内部有放射性核素钾—40。天然辐射的第二来源是土壤、岩石中含有的铀、钍、钾—40等天然放射性核素。住的房子、走的路、喝的水、吃的食物、呼吸的空气都有可能含有微量的天然放射性核素。天然放射性核素的第三来源是宇宙射线。宇宙射线包括外层空间来的初级宇宙射线,以及它与大气层中物质相互作用所产生的次级宇宙射线,生活在地球上的人都要受到这种宇宙射线的照射。这三种天然辐射,构成人们通常所说的“天然本底照射”。  天然辐射随时间的变化较小,但随地域、环境的变化较大,例如纬度高的地区、地势高的地方,或在洞穴中、在地下室里,或居住在花岗岩、煤渣砖房屋中的人们,受到的天然辐射要高一些。据世界权威机构2003年发布的统计。世界天然辐射水平的范围为1—10毫希沃特/年,平均为2.4毫希沃特/年,其中体外40%为体外的受照,60%为食入、吸入后所引起的体内照射。  朱立介绍,在现代社会中人们还会接触到各种人为的辐射,如X光检查、看电视、坐飞机、抽烟、使用微波炉等。住在核电厂周围每年约受到0.0002毫希伏,乘坐飞机每小时约0.005毫希伏,每天看1小时电视则每年约0.001毫希伏,吃食物每年约0.02毫希伏,一次X光检查约0.50—2.0毫希伏。  辐射的生物效应有两大类:躯体效应和遗传效应。躯体效应是对受照人体本身的效应,如皮肤烧伤、白血病、甲状腺癌、致死等。遗传效应是受到人的遗传基因发生变异,影响下一代的健康。一般来说,人体一次受到250毫希沃特以下的照射不会发生损伤。“尽管人体对辐射有一定的适应性和恢复能力,但是,辐射会不同程度地损害人体的健康。”朱立强调。  科学防辐射小贴士  五种人特别要注意电磁辐射污染  生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员 经常使用电脑、电视电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员 生活在现代电器自动化环境中的工作人员 佩戴心脏起搏器的患者 生活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等。  家用电器摆放不宜过于集中  一些易产生电磁波的家用电器,如收音机、电视机、电脑、冰箱等更不宜集中摆放在卧室里,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。  各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作,同时尽量避免多种办公和家用电器同时启用  手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,在使用时应尽量使头部与手机天线的距离远一些,最好使用分离耳机和话筒接听电话。注意人体与办公和家用电器距离,对各种电器的使用,应保持一定的安全距离,离电器越远,受电磁波侵害越小。如彩电与人的距离应在4至5米,与日光灯管距离应在2至3米,微波炉在开启之后要离开至少1米远,孕妇和小孩应尽量远离微波炉。
  • 中为ZWL-S6超高精度光谱辐射计,全球同步发布
    随着LED产业日益成熟,国际、国内客户LED产品需求量的增加,消费者对于LED产品品质要求也越来越高,不仅强调发光效率,而且均匀性、一致性、显色性等指标也备受关注。无论是在LED背光领域,还是在LED照明领域,都需要更好光学量测设备,以解决量测方面的应用需要。此前,灵敏度高、测量精度准确,符合国际标准的高端检测设备,一直是国外设备处于主导地位。国内LED企业,为了生产出品质良好的LED产品,一套高端检测设备需要投入几十万甚至上百万,可是在售后的保障方面,由于时空距离,却并不能得到最快的响应。面对这种情况,LED业界对于具有国际水准、符合国际标准的国产高端检测设备充满期待。基于以上的种种原因,杭州中为光电技术股份有限公司(ZVISIONR)作为国际半导体照明装备领域领军企业之一,携手美国海洋光学(Ocean Optics),成功研发出全球领先的ZWL-S6超高精度光谱辐射计,首次真正打破了在高端测试机领域,国外设备厂商垄断的局面。将在满足客户的高端检测需求的前提下,大幅降低设备成本,同时以中为光电强大的服务实力为支撑,全力为中国LED行业加油!中为光电将于2011年8月30日在上海高工G20-LED峰会携手美国海洋光学(Ocean Optics)进行中国LED半导体装备领域设备首次全球同步发布!中为光电基础研究部总监殷源博士将在会议上分享中为光电(ZVISIONR)对于LED检测的最新观点与建议。高端应用环境首选中为ZWL-S6超高精度光谱辐射计系统:ZWL-S6超高精度光谱辐射计支持国际电工委员会(IEC)、国际照明委员会(CIE)、美国能源之星(Energy Star)、中国计量科学研究院(NIM)等权威检测标准;搭载中为F4M专利技术积分球、卓越的驱动电源、极致专业的夹具、权威的标准光源等顶级部件,可组成最高端的ZWL-3140Q超高精度颜色测量系统,能够有效的满足行业检测机构、企业实验室等高端应用环境对于光谱检测精度、稳定性、量测范围、测试速度、外观设计、软件功能等综合性能的高要求。同时,能够有效的降低高端设备的保有成本,为中国LED行业的发展贡献一份力量!ZWL-S6超高精度光谱辐射计简介:ZWL-S6超高精度光谱辐射计运用中为自主的核心算法及先进的系统设计,确保了辐射计的整体性能指标,集成中为F4M专利技术积分球、卓越的驱动电源、极致专业的夹具、权威的标准光源等顶级部件,打造成中为ZWL-3140Q超高精度颜色测量系统。其检测精度、稳定度、测量范围、测试速度、软件功能、外观设计等指标均达到国际顶级水平,真正打破了国外设备厂商在高端测试领域的垄断局面。ZWL-S6超高精度光谱辐射计内置有国际顶尖光谱仪模块,该模块由半导体照明CCD测量核心技术发明者、光纤光谱仪在半导体照明测试领域应用最广的中为(ZVISIONR)公司与其战略合作伙伴美国海洋光学(Ocean Optics)共同研制。超高检测精度:超低的暗电流,信噪比高达1000:1,色品坐标(x,y)最高精度可达0.0010以内;超强稳定性:探测器采用先进的内部智能恒温技术,大大降低了环境温度变化对测量结果的影响;独创恒温制冷的高频信号采集卡,有效的提升检测稳定性,色品坐标(x,y)稳定度可达0.0005以内;超宽测量范围:采用薄型背照式(Back-thinned)面阵CCD探测器。其二维像素阵列有效接收波长范围在200~1100nm的光信号,可实现1300K--25000K的高精度色温测试;动态范围(指仪器测定可用的最高吸光度与最低能检测到的吸光度之比。动态范围越大,可用于检测样品的线性范围也越宽)高达25000:1,可实现1.0× 10-2 lm&mdash 2.0× 105 lm 的光源测试;超快测试速度:配备二维面阵CCD探测器,量子效率达90%,有效接收入射光,最大化的提升了系统的测试灵敏度,CCD最快响应时间可达1ms;国际化外观:采用极具档次的烤漆工艺,结合中为特有的钻石蓝,设备整体观感高端、大气,满足客户提升企业形象的需求;权威标准追溯:可分别追溯到国际电工委员会(IEC)、国际照明委员会(CIE)、美国能源之星(Energy Star)、中国计量科学研究院(NIM)等权威检测标准;强大的软件:核心算法支撑的系统软件,满足光源测量所需要的全部功能,支持多种测试报表的分析;测试界面简洁大方,操作简便;专业化服务:400客服系统全天候24小时响应,高素质的客服团队为您服务;完善的CRM客户关系管理系统,为快速、有效、持续地服务好客户提供管理支撑;配件介绍:卓越的驱动电源:支持电压电流一次设置,重复动态测量,不损伤被测光源;低纹波和低噪音,超高分辨率及精度0.1mV/0.01mA;内置高精度五位半电压表和毫欧姆表;支持高精度和动态编程输出;高档次、高亮度VFD显示屏;开机自检,软件校正,智能伺服风扇系统;支持远端电压补偿,支持外部触发输入、输出;可选择带脉冲输出电源功能;可靠稳定的电源性能,为光源的稳定点亮提供有力支持,保证了系统的测试精度;顶级的中为F4M专利技术积分球:支持辅助光源补偿测试;支持4&pi 法、2&pi 法测试;独创的中为F4M专利积分球技术:涂层具有高反射率、低热胀冷缩率、反射无光谱选择性等特点;设计独特,开合方便,不漏光;球体采用特殊材料,散热性好;确保高精度的测试;极致专业的夹具:拥有行业最完善的专业夹具库,全面支持T8/T5、E27 /E14 、GU10 、MR16 、PAR30、Road Light、LAMP(Ф3、Ф5、Ф8、Ф10)、Piranha-LED(食人鱼)、HP-LED(1W、3W等大功率)、卤素灯(10W OSRAM等)、COB、TOP & SIDE View SMD 、TYPE LED(0603、0805、3014、3020、3528、5050、5050M、5630)等光源测试;极具专业水准的夹具,最大限度地消除自吸收、近场吸收等因素对测试结果的影响;可实现恒温、主动冷却/被动冷却、加热装置等多种温控模式,接受客户定制;权威的标准光源:用于光谱仪在测试LED时的光谱(色温、波长等参数)及光通量量值传递(定标),采用国家权威的中国计量科学研究院直接量传等一系列计量标准;
  • Advanced Science | 原位生长钙钛矿晶片实现低剂量直接X射线探测成像
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院材料所喻学锋、刘延亮团队与医工所葛永帅团队合作,在权威刊物Advanced Science在线发表研究论文“PbI2-DMSO Assisted In-situ Growth of Perovskite Wafer for Sensitive Direct X-ray Detector”。 该成果聚焦钙钛矿直接型X射线探测器中钙钛矿晶片材料缺陷密度高、载流子传输效率低的科学问题,原创性地开发了一种钙钛矿晶体的原位生长技术,极大提高了钙钛矿晶片的光电性能,实现了高效直接X射线探测及扫描成像。本工作为制备高灵敏、高分辨直接X射线探测器提供了新的技术路线,有望应用于未来高端医疗影像诊断和芯片无损检测等领域。喻学锋研究员、葛永帅研究员和刘延亮副研究员为本文共同通讯作者,刘文俊硕士生和史桐雨博士生为本文的共同第一作者。 论文线上截图论文链接:http://doi.org/10.1002/advs.202204512X射线探测在医学诊疗、安防检查、工业无损检测等领域应用广泛。然而,目前商用的闪烁体间接X射线探测器存在二次光电转化效率低、可见光色散等难以克服的问题,导致探测灵敏度低、辐射剂量高、空间分辨率差,无法满足高端医学影像、芯片检测等领域的需求。相比之下,基于半导体材料的直接X射线探测器可通过一次光电转换,直接将X射线转换成电信号,因此可具有更高的光电转换效率、探测灵敏度和空间分辨率。然而,目前常用的直接X射线探测半导体材料面临对X射线吸收弱(硅、非晶硒)、热稳定性差(非晶硒)、造价高昂(碲化镉、碲锌镉)等问题,极大地限制了其推广应用。因此,发展新型高效半导体光电转换材料是直接X射线成像探测器走向应用的关键。   近年来,金属卤化物钙钛矿半导体凭借优异的本征性能,如重原子X光吸收、载流子迁移率高和寿命长等,在直接X射线探测领域备受关注。钙钛矿材料对X射线的探测灵敏度可达100000 μC Gyair-1cm-2,远优于商用的硅、非晶硒、碲锌镉。通过简单等静压方法制备的钙钛矿晶片尺寸和厚度可控,非常适用于直接X射线检测。然而,钙钛矿晶片常常面临晶体生长不完全、电荷缺陷密度高的问题,严重影响了X射线探测器的效率及工作稳定性。 针对上述问题,结合之前的研究基础,从提升钙钛矿结晶度、降低钙钛矿晶片缺陷密度出发,本研究工作创新性地开发了一种PbI2-DMSO固体添加剂,促进了厚钙钛矿晶片的原位再生长,提高了材料的结晶度、降低缺陷密度、提高载流子迁移率和寿命。并且通过减缓钙钛矿的结晶过程,降低成核密度形成连续的大晶粒钙钛矿晶片,进一步促进器件表面晶界融合、提高电荷传输性能,从而获得高效钙钛矿直接X射线探测器。探测器灵敏度可达1.58×104μC Gyair-1cm-2,最低可探测剂量可达410 nGyair s-1,并且用平面扫描的方式,实现了高清X射线探测成像。这项工作为钙钛矿材料开拓了新的应用方向,同时也为高质量钙钛矿晶片的制备提供了一种有效策略,具有很大科学和应用价值。 该研究工作获得了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年项目、中科院青年创新促进会、深圳市杰青及中科院特别研究助理等项目的资助。 原位生长钙钛矿晶片用于高灵敏直接X射线探测X射线探测扫描成像
  • 解读核辐射检测仪原理,是否“智商税”?
    8月24日,日本政府不顾国内外反对,福岛第一核电站启动核污染水排海,并计划排放30年。该消息发布后,引起我国出现盲目“抢盐”的恐慌现象,并导致核辐射检测仪在线上平台火爆销售,甚至被抢购一空。许多专家表示,我们无需过度恐慌,理性关注即可,也有人支持购置核辐射检测仪来保证身体安全,那么作为大众居民,我们是否必要购置核辐射检测仪?其原理是什么?核辐射检测仪到底是不是“智商税”?且听本网来揭秘。核辐射检测仪的原理核辐射检测仪是通过探测放射性物质的衰变过程来进行工作的。放射性物质会不断地释放出α粒子、β粒子、γ射线等辐射,这些辐射会与检测器中的物质相互作用,产生电离效应。在这个过程中,检测器中的物质会失去一部分电荷,导致检测器中的电荷量发生变化,从而产生电信号。核辐射检测仪通常采用闪烁晶体作为探测器,闪烁晶体是一种能够吸收射线并转化为可见光的物质。当放射性物质释放出的射线进入闪烁晶体时,晶体中的原子或分子会吸收这些射线,并把它们转化为可见光。这个过程被称为光致发光。然后,光被收集到光电倍增管中,并转化为电信号。这些电信号会被放大和整形,以便后续的信号处理和测量。除了闪烁晶体,核辐射检测仪还可以使用其他类型的探测器,如半导体探测器、液体闪烁计数器等。半导体探测器的工作原理与闪烁晶体类似,都是基于放射性物质的衰变过程,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。而液体闪烁计数器则是一种将闪烁剂和光电倍增管结合在一起的探测器,它能够测量β粒子和γ射线。总之,核辐射检测仪是基于放射性物质的衰变过程进行工作的,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。闪烁晶体和光电倍增管是核辐射检测仪中非常重要的部件,其性能直接影响核辐射检测的准确性和稳定性。随着科学技术的发展,核辐射检测仪的材料和性能将不断得到改进和完善,为保障人类安全和环境健康做出更加重要的贡献。核辐射检测仪的应用场景辐射检测仪的应用场景广泛,主要包括以下场景:1.核物理实验室、科研单位放射性实验室等会产生放射性物质的单位,主要用于日常放射性物质剂量检测,以便及时处理。2.用于海关和边境巡逻等,防止犯罪分子取放射性材料及放射性物质袭击的应急响应。3.环保部门、钢铁石材检测、矿山或金属检测公司等,用于监测放射源。4.医疗、工业等领域的X射线仪器的X射线辐射强度。5.其他检测放射性物质需要。综上所述,辐射检测仪的应用场景非常广泛,应用于各大领域。我们需要购买核辐射检测仪吗?最近的央视报道中,华南理工大学环境与能源学院教授张永清表示:“普通百姓购买放射性检测仪必要性不强。因为放射性测量过程中,只有一个仪器还是不够的,还要有相应适合的方法,不同的核素有不同的方法来进行测量,而且不同的样品有不同的前处理方法。如果说一般普通老百姓只是买一个仪器来测,他们还不具备专业的方法。”市面上价格较低的核辐射检测仪往往精度低,难以真正检测出放射性物质,而较为专业的核辐射检测仪价格昂贵,且需要专业知识和技能才能正确使用和维护才能合理使用。其次,普通人在日常生活中接触到的辐射量通常是非常低的,不需要过于担心辐射对健康的影响。而且,即使周围存在一些放射性物质,核辐射检测仪也并不能保证绝对的安全。因此,建议普通人不要盲目购买核辐射检测仪,更不需要过度恐慌,如果确实需要检测辐射水平,可以寻求专业的检测机构或者政府部门进行检测。
  • 国际组织研发出石墨烯红外探测器 可测极微小的热辐射
    由23个国家150多个研究团队组成的国际联盟 Graphene Flagship 运用纳米材料石墨烯研发出一款高精度的新型红外探测器。据团队介绍,这种新型探测仪可检测出纳瓦级的热辐射变化——相当于手轻轻摆动时释放出的能量的千分之一。  石墨烯的优点是在高性能红外成像和光谱学中的开放性可能性。来自剑桥大学(英国),恩伯顿有限公司(英国),光子科学学院(ICFO 西班牙),诺基亚和约阿尼纳大学(希腊)工作的Graphene Flagship的研究人员开发了一种基于石墨烯的,通过红外辐射检测,对于温度的微小变化的测量,具有极高精确性的热释电热辐射测量仪。  在《自然通讯》上发表的工作证明了基于石墨烯的非冷却热检测器的最高报告的温度敏感性,能够将温度变化分解为几十μ K。仅需要几纳米的IR辐射功率来在隔离器件中产生这样小的温度变化,比通过紧密靠近的人手递送到检测器的IR功率小大约1000倍。石墨烯红外探测器,可检测出极微小的热辐射变化  检测器的高灵敏度对于超过热成像的光谱应用是非常有用的。使用高性能的基于石墨烯的IR检测器,可以提供较少的入射辐射的强信号,可以隔离IR光谱的不同部分。这在安全应用中是至关重要的,其中不同的材料(例如爆炸物)可以通过它们的特征IR吸收或透射光谱来区分。  恩伯顿首席工程师和研究的联合负责人Alan Colli博士说:“使用更高灵敏度的检测器,可以限制大的热带,并且仍然使用在非常窄的光谱范围内的光子形成图像,并且做多光谱红外成像对于安全检查,有特定的签名,材料在窄带中发射或吸收,因此,需要一个在窄带中训练的检测器,这在寻找爆炸物,有害物质或任何分类。”  典型的IR光电探测器通过热电效应或作为测量由于加热引起的电阻变化的测辐射热计进行操作。基于石墨烯的热释电测辐射热计将这两种方法与石墨烯的优异电性能相结合,以获得最佳性能。石墨烯作为信号的内置放大器,消除了对外部晶体管的需要,意味着没有寄生电容的损失和显着低的噪声。  石墨烯的高电导率还提供与用于与检测器像素和记录装置接口的外部读出集成电路(ROIC)的方便的阻抗匹配。随着石墨烯质量的持续改进(例如,更高的迁移率),可以制造具有扩展的动态范围(器件将可靠地工作的温度范围)的稳健器件,同时保持相同的优异的温度响应性。  剑桥石墨烯中心主任Andrea Ferrari教授说,“这项工作是石墨烯在应用路线图上稳步前进的另一个例子,恩伯顿是一家新公司,专门生产石墨烯光子学和电子学红外光电探测器和热传感器,这项工作例证了基础科学技术如何可以导致迅速的商业化。”Andrea Ferrari是Graphene Flagship的科学技术官员,也是Graphene Flagship管理小组的主席。  该项目的合作者FrankKoppens教授是 ICFO的量子纳米光电子技术的领导者,并领导Graphene Flagship的光子和光电子工作包。“石墨烯最有前途的应用之一是宽带光电探测和成像,在任何其他现有技术的基础上,在一个材料系统中结合可见光和红外探测是不可能的,Graphene Flagship计划将进一步发展高光谱成像系统,开发石墨烯独特的方向,”他说。  DanielNeumaier博士(德国AMO)是Graphene Flagship电子和光子学集成部门的领导者,并没有直接参与这项工作。他说:“在过去几年里,红外探测器的市场规模急剧增加,这些设备正在越来越多的应用领域,特别是光谱安全检查变得越来越重要,这需要在室温下的高灵敏度。目前的工作是在满足石墨烯红外探测器的这些要求方面迈出的巨大一步。”相关工作全文发表在Nat. Commun.2017.(DOI: 10.1038/ncomms14311 )上。
  • 核辐射仪,金坛亿通新创产品!!自主产品便宜!!
    ET-900+多功能辐射剂量率仪是一款实用型的辐射测量仪,仪器采用超低功耗16位高速嵌入式微处器作为数据处理单元,点阵式超大屏幕LCD液晶显示,全中文操作菜单,读数清晰、操作方便。仪器采用金属薄壁高效的GM探测器,可进行X、&alpha 、&gamma 辐射剂量率的测量,也可以测量&beta 辐射,是一款实用型辐射检测仪。适用场合:-未知区域射线巡测,环境实验室,环境污染调查,核医学科、分生生物学、放射化学,测厚仪、料位计、辐照加工、无损探伤场所,室内环境及建材放性检测,核安全应急特点:提供一个数据分析软件,功能丰富,可以显示,存储并分析辐射计获得的数据-高效的GM管探测器-可测量&beta 辐射-声响频率指示放射性强度-可设置剂量率报警阈值-超低功耗设计-大尺寸图形点阵式液晶显示-轻触式按键,操作简单-单位显示&mu Sv/h,mR/h,CPM,CPS-超阈值报警-阻塞报警-电池失效报警-提供电脑接口,采样数据可以传输到电脑用专用软件进行分析技术指标:-测量范围:剂量率0.01uG/h&mdash 10mGy/h -仪器本底:&le 50 CPM-探测器:金属薄壁型GM探测器 -相对误差:&le 15%-能量范围:30KeV~3MeV -灵敏度:&ge 3000CPM/mR/h-供电电源:4节7号(AAA)电池或充电电池 -温度范围:-15℃~50℃-湿度范围:相对湿度&le 90%(40℃) -外形尺寸:160× 80× 30mm -重 量:0.5kg;产品报价:9800元江苏金坛市亿通电子有限公司地 址:金坛市经济开发区华兴路180号 电 话:0519-82616576 82616366 传 真:0519-82613699 网 址:www.kx17.net.cn
  • 光辐射量子计量基准研究课题通过验收
    近日,从中国计量科学研究院获悉,由该院承担完成的“十一五”科技支撑计划重点项目——“光辐射量子计量基准及关键技术研究”课题通过专家验收。专家们一致认为,该课题的完成将大幅提高我国光辐射计量的准确度,提升我国光学计量在国际上的影响力,使光学计量整体水平达到了一个新的高度。  据课题负责人、中国计量科学研究院光学所副所长林延东介绍,该项目历时4年,开展了基于相关光子测量的光辐射计量量子基准研究,建立了基于相关光子测量法的光电探测器量子效率绝对定标装置,测量不确定度为0.7% 在基于低温辐射计的探测器量子效率测量研究中,建立了外量子效率数学模型,合成不确定度达1.8×10-4 在复现坎德拉技术研究中,实现了514nm和633nm两个波长点的发光强度量值的高一致性复现。这些研究成果均达到了国际先进水平,尤其是飞秒脉冲参数测量方法研究方面,首次提出并实现了将小波变换方法应用于飞秒脉冲光谱相位的测量技术,降低了传统方法的不确定度和色散测量方法的误差,提高了光谱相位测量的准确度,具有国际领先水平。
  • 黑洞追踪者:伽马暴偏振探测仪
    在宇宙深处,像黑洞这样的神秘天体一直吸引着大量的天文学家和天文爱好者的目光,但是目前能够很好观测这种星体的手段并不多。  而天宫二号空间实验室携带的一台天文观测设备,就有可能在这一领域获得突破,它就是伽马暴偏振探测仪。  这台设备叫做伽马射线暴偏振探测仪,它的任务是对宇宙当中的伽马射线暴进行探测。在宇宙中,只有温度极高、密度极高、磁场极强的星体里,才可能产生这种射线,因此它的存在可能就是黑洞留下的痕迹。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:因为伽马射线暴,伽马射线的产生,是从极端相对论性的喷流里面产生的,这种极端相对论性的喷流,它的速度接近光速,这是在黑洞附近,或者是在中子星附近,极端的引力场里面所产生出来的。  在过去,对伽马射线的测量只能测到它的能量,方向,和时间等信息,但是这一次,天宫二号要从全新的领域来探寻这种宇宙中的神秘射线,这就是伽马射线的偏振信息。那么什么是偏振呢?这其实是电磁波,也就是光的一种特性。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:如果我们到海边,我们看到海面,白茫茫的一片,因为从海面来的这种光的偏振的,如果戴上偏振的镜子之后,我们就能够看到海面上的波浪,看得比较清楚。  同样伽马射线的偏振特性里,也记录了产生它的星体的结构甚至磁场的形态信息。解读这些信息,很可能让我们对黑洞有新的认识。所以天宫二号携带的这台伽马射线偏振探测仪就是要以独特的设计,对伽马暴的偏振性质进行系统性地高精度测量,填补这个国际天文研究的空白。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:它是一种特殊的天文望远镜,它实际上是由1600个,对伽马射线光子敏感的器件组成的,通过分析伽马射线在这1600个敏感器件上的信号分布,我们最终来推算伽马射线的偏振性质。  为了打造这个探索宇宙秘密的特殊望远镜,来自瑞士和波兰的科学家也参与到了它的研制当中,这也成了天宫二号上所携带的唯一一台国际合作的科学设备,因此,全世界的科学家都在对这次任务充满期待。  伽马暴偏振探测仪首席科学家 张双南研究员:我们希望这台仪器设计的灵敏度比国际上已有的,专门用于伽马射线暴偏振的仪器的灵敏度提高至少十倍,所以无论是从它的灵敏度和它的精度两方面来讲我们这个仪器都是最好的。
  • “全息干涉仪”让宇宙探测跨进量子级
    引力波模拟图  据近日美国《基督教科学箴言报》在线版文章称,德国引力波探测器GEO 600的一项奇怪发现,不但可能冲击现有宇宙理论,还引发美国费米国家实验室的科学家们开始建造一个“全息干涉仪”,将探测深入到“普朗克长度”,以便更进一步观察宇宙的时空结构及这一结构中的波动――引力波。  引力波被称为“爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明是对的组成部分”,新探测仪器的出现有可能使人们直接观测到时间的不连续性,亦将带领人们发掘宇宙起源最深处的奥秘。  激光干涉追寻时空波纹  引力波其实是爱因斯坦对于万有引力本质的理解。他认为引力场有一种跟电磁波一样的波动,是为引力波。而引力波表现为时空曲率的扰动,以行进波的形式向外传递,其传播速度等于光速。  按道理,引力波存在且无处不在,深空中的突变性事件,如超新星爆发、黑洞形成、大型天体相撞这些过程,都能辐射出较强引力波。但事实上,以往在地球上进行的引力波直接搜寻的所有努力都以失败告终。其原因在于,波动虽能造成地球上各处相对距离的变动,但当它们到达地球的时候已经变得非常弱了,对于地球上最先进的引力波探测器来说,其变动的数量级小于一颗质子直径的千分之一。因而尽管引力波毫不模糊且被公认,却一直只能是广义相对论的预言。  但科学家们可不满足于这一点。于是,基于激光干涉原理的引力波探测器被建造出来。这一类型的探测器通过测量两条激光束相遇时所形成的干涉图像的变化来探测引力波,干涉图像依赖于激光束的传播距离,当引力波穿过时激光束的传播距离会相应变化。  因为目标是非常微弱的信号,引力波探测器的敏感度需达到几乎难以想象的程度。以德国引力波探测器GEO 600来讲,其对距离上极微小的变化都非常敏锐,甚至可探测到日地距离所发生的原子半径级别的变化。不过,这种激光干涉计的探测器灵敏度要与激光传播的距离成比例的话,一般来讲其尺寸都非常可观。  “奇怪波动”挑战现有认知  德国的GEO 600并不是新产物了,其已默默工作有些时日。然而,在近期利用其搜寻引力波的过程中,物理学家偶然发现了令人迷惑的现象――这一高科技设备虽然还没有找到引力波存在的证据,但却发现了大量的噪音。  这就有必要简单描述一下这类探测器的工作过程。以GEO 600为例,其要实现功能,需要发射一束激光穿过600米的隧道,再将激光分裂成两束,经过反射的一束以及未经反射的一束均进入干涉仪。当引力波经过这部分空间的时候,两束激光之间的微小位移将会由干涉仪进行探测。即便这种距离的变化非常之微妙,但如果引力波探测器有结果,那就很可能是引力波通过时引起的。  而今GEO 600的“噪音”让研究人员无从解释,在剔除了所有人为因素的影响之后仍不得要领,他们于是向费米实验室的科学家克雷格・ 霍根寻求帮助,希望他利用量子力学上的专业知识帮助阐明这一不规则的噪音。  霍根反馈的意见让人震撼又迷惑。他说:“看上去GEO 600受到了时空微观量子级别的冲击。”换句话说,GEO 600探测到的并不是来自什么噪音源,而是时空本身发生的量子级别波动。  这一看法的深层意义在于:根据爱因斯坦对宇宙的认知,时空应该是连续平滑的,而照霍根的结论推测时空实际上是不连续的,是由一系列量子点组成。其直指爱因斯坦的理论需要修正。  全新探测器进入量子尺度  量子力学的测不准原理意味着一些基本量度如长度和时间具有测不准性。而测不准的程度由普朗克常数确定,该常数可以定出最小长度量子――“普朗克长度”,比其更短的长度是没有意义的。  现在,要证明“奇怪波动”的来源,研究人员就需要深入到“普朗克长度”――10-35米进行探测,而GEO 600实验中探测到的噪音尺度不到10-15米。因此需要提升引力波探测仪的分辨率,这导致了“全息干涉仪”的产生。  “全息干涉仪”是利用全息照相的方法来进行干涉计量,其与一般光学干涉检测方法很相似,但获得相干光的方式不同。光学干涉检测方法获得相干光的方式如前所述,一般是将同一束光的振幅分为两个部分,但全息干涉计量术则是将同一束光在不同时间的波前来进行干涉,可以看作是一种波前的时间分割法。这就使相干光束由同一光学系统所产生,可以消除系统误差。  霍根认为,GEO 600在其尺度上发现的噪音是由于宇宙“视界”(天文学中黑洞的边界,在此边界以内的光无法逃离)的全息投射造成的。霍根比喻说,这就像一张图片越放大就会越模糊甚至像素化,宇宙“视界”投射其实发生在普朗克尺度中,所以在我们所身处的时空尺度上,这一投射发生了模糊。  而要验证霍根的结论,目前最值得依赖的就是这台“全息干涉仪”。其现正由费米实验室全力打造,它必将比GEO 600探测到更小的尺度,从而进入到量子尺度。如果霍根的看法是正确的,探测器将能探测到时空结构中的量子噪声,给我们现有对宇宙的认知带来巨大的冲击。
  • 如何防核辐射
    1、什么是放射性  1896年贝克勒尔在研究轴矿的荧光现象时发现轴盐矿发射出类似X射线的穿透性辐射。两年之后,法国物理学家居里夫人从轴矿中相继发现的另外两个能发射射线的新元素——钋和镭。居里夫人称这种能自发释出射线的性质为放射性。  2、核辐射有哪几种?  辐射分为两类。一类是电离辐射,这是指α(阿尔法)、β(贝塔)、γ(伽马)、X和中子等射线。这些射线能够直接或间接地使物质电离(即原子或分子获得或失去电子而成为离子)。电离辐射按粒子带电情况又可分为带电粒子辐射(如α、β、粒子)和不带电粒子辐射(如中子、X和γ射线)。另一类是非电离辐射,如可见光、紫外线、声辐射、热辐射和低能电磁辐射。  3、α、β、γ、中子和X射线有些什么特点?   (1)α粒子:是高速运动的带正电的氦原子核。它的质量大、电荷多,电离本领大。但穿透能力差,在空气中的射程只有1~2厘米,通常用一张纸就可以挡住。  (2)β射线:是高速运动的电子流。它带付电荷,质量很小,贯穿本领比α粒子强,电离能力比α粒子弱。β射线在空气中的射程因其能量不同而异,一般为几米。一通常用一般的金属板或有一定厚度的有机玻璃版、塑料版就可以较好地阻挡β射线对人的照射。  (3)γ射线:是波长很短的高能电磁波。它不带电,不具有直接电离的功能,但可以通过和物质的相互作用间接引起电离效应。γ射线具有很强的穿透能力,在空气中的射程通常为几百米。要想有效地阻挡γ射线,一般需要采用厚的混凝土墙或重金属(如铁、铅)板块。  (4)中子射线:是由中性粒子组成的粒子流。不带电,穿透能力强。它像γ射线一样可通过和物质的相互作用产生的次级粒子间接地使物质电离。通常将中子按其能量由低到高分为热中子(小于0.5电子伏)、慢中子、中能中子、快中子、高能中子(大于10兆电子伏)。日常使用的中子源(如镅-铍中子源和钋-铍中子源)或某些加速器存在中子防护问题。  (5)X射线:在各种放射线中,人们通常解最多的就是X射线。它和γ射线一样,是一种高能电磁辐射,有较强的穿透能力,且只有通过与物质相互作用,才能使物质间接地产生电离效应。它与γ射线的不同之处是能量较低,通常是高速电子轰击的金属靶产生的,不是由放射性核素自发衰变释放出的。一般需要采用重金属板块来屏蔽X射线。但对低能量的软X射线(如来自电视机和计算机的低能量软X射线),电视机或计算机的显示屏就能很好地对它加以屏蔽。  4、什么是放射性活度、半衰期、辐射剂量?  (1)放射性活度的单位是贝可勒尔,简称贝可,符号为Bq。1贝可就是1秒钟发生1个衰变。早期使用的活度单位为居里(Ci),1Ci=37亿Bq。  (2)放射性半衰期是放射性核素因放射性衰变而使其活度降低到原来的一半所经过的时间。一般来说,天然放射性核素的半衰期较长,而多数人工放射性核素的半衰期都较短。  (3)最常用的辐射剂量有3个:吸收剂量、当量剂量和有效剂量。  ①吸收剂量:是指单位质量的组织或器官吸收的辐射能量大小。吸收剂量的单位为戈瑞(Gy),1Gy相当于辐射授予每千克质量组织或器官的能量为1焦耳。早期使用的吸收剂量单位为拉德(rad为),1Gy=100rad。  ②当量剂量:是组织或器官接受的平均吸收剂量乘以辐射权重因子后得到的乘积。X、γ和β射线的辐射权重因子为1,中子的辐射权重因子为5~20(取决于种子能量),α辐射权重因子为20。当量剂量的单位为希沃特(Sv)。早期使用的单位为雷姆(rem),1Sv=100rem。  ③有效剂量:当要评估辐射可能诱发的晚期损伤效应——癌症时,采用有效剂量这个量。有效剂量定义为各组织的当量剂量和各自的组织权重因子的乘积的总和。组织权重因子用于表示各组织器官对辐射的敏感程度。例如,骨髓和性腺对辐射敏感程度高,权重因子就大 皮肤对辐射不敏感,权重因子就小。有效剂量的单位也是希沃特(Sv)。  5、什么是辐射源、放射源和射线装置?  辐射源是指能发射电离辐射的装置和物质的总称,辐射源就是电离辐射的来源。一个装置,一个物体,一件东西,只要能发射出电离辐射,就可以把它称为辐射源。  放射源是指用放射性物质制成的、能产生电离辐射的物质或实体,它也属于辐射源。密封放射源是指密封在包壳或紧密覆盖层里的放射源,不是密封的放射源称非密封源。  射线装置是指能发射X,γ或中子射线的各种装置,通常是指X射线机、加速器、中子发生器等装置。  6、什么是放射性废物?  放射性废物是指含有放射性核素或被放射性核素所污染,且浓度或比活度高于审管部门规定的某一水平、预期不会再被利用的废弃物。  放射性废物包括放射性废气、废水和固体废物。这些放射性废物主要来源于核设施。在城市,核技术、放射性同位素应用(特别是医院)也会产生少量放射性废物,但它们的活度一般较低。  在我国,已经建立了许可证制度、质量保证体系、安全评价与环境影响评价制度,以及三废处理设施与主体工程“三同时”制度等,以确保放射性废物的安全管理。  7、什么是外照射?外照射的途径是什么?  由放射源或辐射发生装置(如粒子加速器)释出的贯穿辐射由体外作用于人体,称为外照射。在向环境释放大量放射性物质的事故中,向下风向移动的放射性烟云以及已沉降于设备、建(构)筑物及地面表面上的放射性物质也可成为人体外照射的放射源。  人们每时每刻都受到天然本底辐射的照射。在生产、应用电离辐射源的过程中,工作人员除了受到天然本底照射外,还受到附加的职业照射。邻近生产、应用电离辐射源地区居住的或受人工放射性污染影响的公众,同样也受到天然本底照射以外的附加公众,同样也受到天然本底照射的以外的附加照射。在使用电离辐射源的医疗诊治措施(如X射线检查、放射治疗)时,受检者或病人也会受到电离辐射外照射。一旦发生核与辐射事故或遭受涉及核与辐射的恐怖袭击,则可能导致较高水平的外照射。  8、什么是内照射?内照射的途径是什么?  外源性放射性成物质经由空气吸人,食品或饮水食入,或经皮肤、伤口吸收并沉积在体内,在体内释出α粒子或β粒子,对周围组织和器官造成照射,称为内照射。在正常作业或事故性释放时,放射性物质一般通过空气和水的途径进入周围环境,在环境中藉不同的照射途径(包括食物链),最终到达人体。  经由空气和水两种流出物途径使公众受到内照射时,涉及的环境介质有空气、沉降物、地表水、地下水、牛奶、动物性食品、植物性食品、饲料等。  9、个人受照剂量怎么测量?  对外照射剂量的测量,可佩带个人剂量计,包括热释光片、胶片及带报警装置的各种个人剂量计。它们既可测量剂量率,也可测定所接受的累积剂量 其中,热释光片和胶片需要送实验室用相关仪器测量,而直读式个人剂量计在现场就可以直接读数。  体表及衣服上放射性污染的测量要采用各种体表污染监测仪。  体内污染的测量可通过尿、血中的放射性含量的分析,再通过模式计算确定内照射剂量 还可直接通过全身计数器直接测定体内放射性核素的分布。  采用常规的外周血染色体及微核测定方法等生物剂量的测量方法可以推算人体的受照剂量。  在处置核与辐射突发事件的应急响应中,个人受照剂量检测是十分重要的,尤其是最早到达现场的人员的个人剂量监测。对个人来说,则应建立自我保护意识,主动接受个人剂量的测量。  10、怎么知道体内已受到放射性污染?  固定式或车载式体外测量装置可用于测量沉积在全身、肺部或甲状腺内的放射性核素。测量前应仔细洗浴,更换干净的衣服,以避免对测量结果产生影响。从测量时获得的体内放射性污染量可以推算出最初经食人或吸入途径进入人体内的放射性核素的活度。  生物样品包括尿、粪、血液、呼出气、鼻拭物、唾液和汗,但通常是尿和粪样。为估计意外摄入放射性物质的量,通常采用粪样分析法。早期粪样的监测结果有助于判断人员是否受到体内放射性污染,尤其是最早几天逐日粪样排出的放射性活度监测的结果更有用。尿样放射性活度异常增高则证明摄入体内的放射性核素已吸收入人的体液中。多数情况下宜收集24小时全尿,有时还由于测量方法灵敏度所限而需要分析几天合并的尿样。粪样和尿样的收集过程均须避免附加的污染,出现假阳性结果。  在进入污染场所时若有条件可佩戴个人空气采样器,直接估计佩戴者的放射性核素吸入量。场所表面污染水平的增高是人员处于暴露危险的一个信号,但不用于直接估计个人体内污染量。  11、对应急响应工作人员受照剂量的控制有哪些规定?  国家标准规定,从事非紧急情况的应急干预工作和恢复工作的工作人员所受的照射剂量不得超过50毫希沃特 在为避免多数人受到照射和防止演变成灾难性情况时,应尽一切合理的努力,使工作人员所受的剂量保持在100毫希沃特以下:对于抢救生命的活动,应尽各种努力,将工作人员的受照剂量保持在500毫希沃特以下,以减少确定性损伤效应的发生:此外,当采取救援行动的工作人员的受照剂量可能达到或超过500毫希沃特时,只有在此救援行动给他人带来的利益明显大于工作人员本人所承受的危险时,放可采取:在可能超过50毫希沃特时,要告知工作人员本人,采取自愿的原则,事先给予培训,做好剂量记录和评价。  12、恐怖分子可能通过什么途径制造核与辐射恐怖事件?  恐怖分子一般可能通过三种途径制造核与辐射恐怖事件:  (1)直接散布放射性物质或使用放射性散布装置。  (2)攻击破坏核设施或核活动。  (3)爆炸粗糙的核武器。  在这三种途径中,直接散布放射性物质或使用放射性散布装置是恐怖分子比较容易实施的途径。  13、核与辐射恐怖事件的主要危害有哪些?  核与辐射恐怖事件的主要危害一般来自放射性物质在环境中的弥散,它将造成环境(大气、水、地面、生态系统)的放射性污染,对公众产生辐射照射。这种照射可以是放射性物质的直接外照射(包括来自空气中、地面沉积的、以及皮肤、衣服上的放射性物质的照射),也可以是通过吸入污染的空气或食入污染的水与食物引起的内照射。辐射照射剂量十分低时不会有急性效应发生。随着受照剂量增大,受照人数增加,癌症发病率会有所增加。只有在剂量较高时,才可能出现某些急性损伤效应,在高剂量情况下可能导致急性放射病甚至死亡。  核与辐射恐怖事件带来的另一危害是造成重大的经济损失,不仅是在对恐怖事件的响应过程中,而且包括事件后的环境整治、去污恢复等过程中。  核与辐射恐怖事件需要特别关注的另一主要危害是对公众会造成严重的心理社会影响。由于公众对放射性的极度敏感性,其导致的心理影响往往比辐射对人体的危害要严重得多。  14、什么是放射形成散布装置?  放射性散布装置是由恐怖分子设计和制作的、通过常规爆炸或其他非核手段散布放射性物质的装置。也可能用其他机制来散布放射性物质,如在公共场所打开包容有易挥发或粉末状放射性物质或放射性气体的密封容器,使容器中的放射性物质迅速释放到大气环境中。  恐怖分子可通过非法手段获取核准材料、放射源或其他放射性物质。为了制造恐怖效果,恐怖分子有可能选择城市的公共场所(车站、广场、大商场、娱乐场所等)作案,以造成人心恐慌和社会混乱。  一般来说,利用放射性散布装置制造核与辐射恐怖事件,可能造成的人员伤亡情况相对要轻一些,但其严重后果是会造成极坏的公众心理社会影响。  15、放射性散布事件的特征和后果是什么?  放射性散布事件分为两大类:一是局部弥散的放射性散布事件,它涉及小放射源(少量放射性物质),且一般影响范围很小 二是广泛弥散的放射性散布事件,它涉及大量放射性物质弥散,且影响范围很大。  为制造局部弥散的散布事件,可能需要使用一个或几个放射性含量小的放射源。使用的放射源(或放射性物质)可能包装在小药瓶、鞋盒、行李箱或其他容器中 散布方式可以是徒步、骑自行车、驾驶摩托车或汽车 可能散布在大气中、地面上,也可能投入水库、河流或其他水源中。  局部弥散的放射性散布事件释放的放射性物质的量较小,估计对个人的辐射照射不大,但要特别注意防止经吸入或食入造成的内照射。恐怖分子制造这类散布事件的主要目的是制造社会恐慌,扰乱社会秩序。  广泛弥散的放射性散布事件要使用较大量放射性物质,从而可使放射性成物质广泛散布而造成较大范围的影响。由放射性含量较大的物质和常规炸药组成的脏弹是一种广泛弥散的放射源。  恐怖分子制造广泛弥散的放射性散布事件,其企图是制造更大范围的恐怖影响,伤害更多的人。一般来说,其辐射后果仍然是有限的,但也不排除使用强的危险放射源的脏弹爆炸会对某些公众造成辐射损伤,甚至短期内死亡或有长期的辐射影响(例如癌发病率增加)。不过,需要特别关注的仍然是因核与辐射敏感性在较密集人群中造成的严重的心理恐慌、不安等心理社会影响。  16、什么是核材料?  国际原子能机构将任何源材料或特种可裂变材料称为核材料。源材料主要包括天然轴、贫化轴,钍及含上述任何物质的金属、合金、化合物或浓缩物的材料。特种可裂变材料主要包括钚 -239(239pu)、轴-233(233U)、含有富集同位素235 -(235U)的轴。所谓富集,是指轴-235的丰度与轴-238的丰度比大于天然轴中这两个同位素的丰度比。  需要重点加以控制和保护,防止其被盗、被破坏、丢失、非法转移和非法使用的核材料是特种可裂变的核材料。因为它可被恐怖分子用于制造裂变核武器(原子弹)。通常所说的核材料控制、核材料实物保护(指对存放核材料的建筑物、车辆建立安全防护系统,以实施对核材料的保护),也是针对这类核材料而言的。  17、恐怖分子是如何非法获得核材料的?  恐怖分子获取核材料的目的是用其制作粗糙核武器,或利用获取的核材料进行核威胁或恐吓。恐怖分子非法获取核材料的主要方式是盗窃和黑市买卖。据国际原子能机构统计,1993~2000年世界范围内发生了175起核材料的非法交易,其中又以1993~1995年为走私事件高发期。当然,已发生的核材料走私案例中,多数为低浓轴,属于高浓轴的走私案例较少,距装备一枚粗糙核武器所需的量也还相差很多,但核准材料的非法交易已引起广泛注意。  18、放射性散布事件发生的可能性有很大?  在可能发生的各种核与辐射恐怖事件中,放射性散布事件发生的可能性是比较大的,甚至可以说是最大的。据报道,有数百万枚放射源分布在世界各地,在我国也有放射源十余万枚。放射源管理中存在的不安全隐患,特别是大量的闲置源、废弃源乃至失控源的存在,使得恐怖分子制作放射性散布装置具有更大的现实可能性。  19、什么是核设施?什么是核活动?  核设施是指需要考虑核安全问题的规模(指放射性物质或易裂变材料的物料量)生产、加工或操作放射性物质或易裂变材料的设施,包括其场地、建(构)筑物和设备。核设施有时也称核装置,它一般包括核电厂、核反应堆、核临界装置、轴水冶炼和转化厂、轴同位素分离厂、核燃料元件制造厂、核燃料后处理厂及独立的放射性废物处理装置或处置场(库)。我国的民用核设施有核电站、核燃料循环设施及研究堆等。核燃料循环设施包括轴水冶、转换、分离、元件制造、后处理、废物处置等设施。截至2005年6月,我国已有6个核电站共11个机组处于运行或建造中,除田湾核电站两机组外,其余9个机组已投入正常运行。  广义的核活动是指涉及核的活动。狭义的核活动不包含核设施的运行,而是指除核设施运行以外的所有核活动,特别是指涉及核技术应用和放射性物质运输的那些核活动,也包括涉及核动力卫星的活动。  20、什么是核与辐射突发事件的心理社会效应?有哪些表现?  自然灾害和各种人为灾难都会影响社会生产、生活、人际交往等正常社会秩序,使受害者遭受不同程度的心理创伤和痛苦。核与辐射突发事件和严重的自然灾害或外伤性事故相比,其所致的心理社会效应更有其特征性:一是因为这种危险是不熟悉的,是感觉器官觉察不到的,它对精神健康会造成看不见的持续威胁。二是人们多少知晓核辐射可引起哪些隐性的不可逆转的损伤,引起疾病和死亡。尤其是对儿童和孕妇,所以容易引起恐惧心理。上述两种起因的结合变成了一个强有力的应激源,使得核与辐射突发事件在人们心目中较为可怕,从而会有较多的人员产生急性和慢性心理效应。  21、核与辐射突发事件的时间阶段是怎么划分的?  核与辐射突发事件的时间阶段可划分为早期、中期和晚期。①早期从突发事件开始,可能延续几小时的到几天的时间。该时段特点是事件发生,并持续伴随有放射性物质的环境释放。主要照射途径是吸入和烟云中放射性物质的外照射,隐蔽、撤离、呼吸道防护等可能是需要采取的主要防护措施。②中期是指事件得到控制后几天到几个月的时间。该时段的主要特点是不可控制的大气释放已停止。主要的照射途径是沉积于地面的放射性物质引起的地面沉积外照射、再悬浮放射微尘的吸入内照射和食入污染食品的内照射。需要采取的防护措施可能包括临时避迁或食物控制。③晚期也称恢复期,可能持续几个月到几年的时间。该时段的特点是长寿命放射性核素已进入环境和食物链中。主要任务是采取恢复行动,时受影响地区恢复正常生活。该时段食入和吸入再悬浮物质的影响可能是主要的。  22、保护公众的防护措施有哪些?  在发生核与辐射突发事件时,特别是有较大量放射性物质向大气释放的情况下,为保护公众、应急响应人员和从事善后处理的人员,应采取一系列防护对策与措施:①对突发事件地区及其周围环境进行辐射监测,以评价对人员可能导致的辐射危害 ②制定干预水平、行动水平和应急照射水平,凡达到或超过这些水平时,应采取相应的干预或防护行动,以限制人们的受照剂量 ③对人员采取防护措施,包括隐蔽、服用稳定性碘、撤离、个人防护、控制进出口通路、临时避迁、永久性重新定居、消除放射性污染、对食品使用进行干预等 ④对伤员尽心必要的医学处理,依据其伤情安排在不同水平的医疗单位分级处理 ⑤酌情采用其他应急救援措施,如灭火、通信联络、报警、安全保卫、运输、设立临时收留中心等。  23、对外照射如何进行防护?  可通过三种途径来减少外照射剂量。  一是远离放射源。在处理一个废弃、闲置或无主的放射源时,应尽可能利用长柄操作工具。有条件时,利用机器人遥控处理放射源。除非有必要,无执勤任务的人员应远离放射源和不进入放射性污染区。  二是缩短与放射源接触时间。因此,应加强对从事核与辐射突发事件应急处理人员的训练,提高工作熟练程度,缩短作业时间。  三是有效利用屏蔽物削弱射线作用于人体的强度。在处理单个放射源时,也应利用具有良好屏蔽性能的物体(如铅砖、铁板、混凝土版)来减少人体的受照剂量。也可利用建(构)筑物和大型车船体对贯穿辐射的屏蔽性能。在房屋内,里间的屏蔽性能优于外间,墙角处优于屋正中,更优于门后。  24、对内照射如何进行防护?  为防止放射性微尘的吸入,首先应避免扬尘使近地面空气再度污染,如人员步行、车辆行驶或土工作业时,均应注意尽量减少扬尘。确实难以避免时则可采取加大车距、改变通过路线等方法避开多尘的地点,适当浇湿地面也可减少扬尘。对于放射性微尘,通常利用口罩就可以有较满意的效果,其阻留放射性微尘的效果可达80%~90%,但是应正确佩带口罩,防止侧漏。  25、早期的防护措施是什么?  在发生核与辐射突发事件后,特别是有较大量放射性物质向大气释放后早期(1~2天内),对人员可采用的防护措施有隐蔽、呼吸道防护、服用稳定性碘、撤离、控制进出口通路等。隐蔽、撤离、控制进出口通路等措施对来自烟羽中放射性核素的外照射、由烟羽中放射性核素所致的体内污染,以及来自表面放射性污染物引起的外照射均有防护效果。  26、中期的防护措施是什么?  在事件中期阶段,已有大量的放射性物质沉积于地面,有时放射性物质还可能继续向大气释放。此时,对个人而言除了可考虑终止呼吸道防护外,其他的早期防护措施可继续采取。为避免长时间停留而受到过高的累积剂量,主管部门可采取有控制和有计划的措施将人群由污染区向外搬迁——避迁。还应考虑限制当地生产或储存的食品和饮用水的销售和消费。根据这个时期人员照射途径的特点,可采取的防护措施还有在畜牧业中使用储存饲料,对人员体表去污,对伤病员救治等。  27、晚期的防护措施是什么?  在事故晚期(恢复期)作出防护措施决定所面临的问题是在早期、中期阶段已采取防护措施的地区是否和何时可以恢复社会正常生活,或者是否需要进一步采取防护措施。在事件晚期,主要照射途径为食入污染食品和吸入再悬浮物质引起的内照射。因此,可采取的防护措施包括控制进出口通路、因此,可采取的防护措施包括控制进出口通路、避迁、控制食品和水、使用储存饲料和地区去污等。  28、一旦出现了核与辐射突发事件,公众应怎么办?  一旦出现核与辐射突发事件,公众必须做的第一件事是获取尽可能多的、而且是可信的关于突发事件的信息,并了解政府部门的决定、通知。为此,应通过各种手段(电视、广播、电话等)保持与当地政府的信息沟通,切忌不可轻信谣言或小道信息。第二件事是按照当地政府的通知,迅速采取必要的自我防护措施。如:①选用就近的建筑物进行隐蔽,减少直接的外照射和污染空气的吸入。关闭门窗和通风设备(包括空调、风扇),当污染的空气过去后,迅速打开门窗和通风装置。②根据当地政府的安排,有组织、有秩序地撤离现场,避免撤离可能带来严重的负面作用。③当判断有放射性散布事件发生时,应尽量往风向的侧面躲,并迅速进入建筑物内隐蔽。④用湿毛巾、布块等捂住口鼻,进行呼吸道防护。⑤若怀疑身体表面有放射性污染,可采用洗澡和更换衣服来减少放射形成污染。⑥听从当地主管部门的安排,决定是否需要控制使用当地的食品和饮水。出现核与辐射恐怖事件,公众要特别注意保持心态平稳,千万不要惶恐不安。  29、最初到达现场的初始响应人员应如何保护自己?  一旦出现核与辐射突发事件,在早期阶段,首先赶赴出事地点的应急救援人员是初始响应人员。在多数情况下他们应是辐射监测人员、消防人员、警察和医护人员等。为了使这些人员的受照危险减至尽可能地小,首先要让他们了解减少照射剂量的三原则,即:①在有异常辐射的环境中停留时间要小 ②与放射源的间隔距离要大 ③若有可能,要充分利用屏避防护。首次,要为他们配备能报警的辐射探测仪和个人剂量计,以及必要的个人防护用具,如防护面具或口罩、防护服、防护靴和帽等。  使用辐射探测仪的人员应接受必要的培训,内容包括仪器的特性、要测量的量,以及相应于报警水平照射的辐射危险。在进入放射性污染场所时,初始报警水平为每小时0.1毫希沃特的环境剂量率,此初始报警水平还可用于对非必要人员的控制,限制他们进入高于此水平的地区。第二个报警水平是返回水平,取环境剂量率每小时0.1希沃特或环境剂量0.1希沃特,初始响应人员不要在达到或超过此报警水平的位置执行任务,除非有抢救伤员以及时间上必须抓紧的那些为恢复对事件控制的行动。  30、什么情况下采取隐蔽措施?公众应注意什么?  在有较大量放射性物质向大气释放的突发事件的早期和中期,隐蔽是可能采取的主要防护措施之一。隐蔽时间短,带来的风险和代价很小,而且绝大多数人员可在附近的建筑物内暂时隐蔽。此项措施的另一好处是隐蔽过程中人群已得到控制,有利于进一步采取措施,如疏散人口或撤销已实施的防护行动等。隐蔽时间一般不应超过2天。短时间内通知大量人员采取隐蔽措施也非易事,特别是事先没有预案的隐蔽,可引起社会秩序和公众心理等方面的问题。进行隐蔽时,有的家庭成员不在家,对其下落会感到很担心。除了工业生产有可能短时间中断外,经济上的损失可能不大,因而一般认为隐蔽是一种困难和代价较小、却有效的措施,在事件早期也较易实施。  31、什么情况下采取撤离措施?撤离时应注意什么?  在有较大量放射性物质向大气释放的突发事件后,撤离是早期和中期采取的防护措施之一。它是指人们从其住所、工作或休息的场所紧急地撤走一段有限时间,以避免或减少由事件引起的短期照射,主要是由烟羽或高水平沉积放射性物质产生的高剂量照射。大多数情况下,将允许撤离者反却自然的住所,一般为几天以内,只要这些住所可以居住又不须进行长时间的消除污染。由于时间较短和暂时居住,可以在类似学校或公共建筑物的一些场所类暂住 若撤离时间超过一周,则应安排到更好的一些居住设施内。实施撤离行动因时间紧迫,困难较多,风险较大,易造成混乱,因而决定采取撤离行动应持慎重态度。  国家标准规定,当全身的有效剂量预计达到50 ~500毫希沃特,或者肺、甲状腺和其他主要受照的单个器官受到50~5000毫戈瑞照射时(相当于采取隐蔽措施所需的预计量的10倍),才考虑是否采取撤离措施。  32、什么情况下需要采取个人防护措施?公众应注意什么?  个人防护措施主要是指人员呼吸道和体表的防护。当空气被放射性物质污染时,用简易方法(如用手帕、毛巾、布料等捂住口鼻)可使吸入放射性物质的剂量减少约90%。可用各种日常服装,包括帽子、头巾、雨衣、手套和靴子等对人员体表进行防护。当人们开始隐蔽及由污染区撤离时,可使用这些简易的防护措施。简易个人防护措施一般不会引起伤害,花费的代价也小。  应对已受到或怀疑受到体表放射性污染的人员进行去污。方法简单,用水淋浴,并将受污染的衣服、鞋、帽等脱下存放起来,直到以后有时间再进行监测或处理。不要因人员去污染而延误撤离或避迁。人员去污染措施的风险和困难较小,但要防止将放射性污染扩散到未受到污染的地区。  33、什么情况下服用稳定性碘?应注意什么?  在涉及放射性碘的核与辐射突发事件的早期和中期,有可能摄入放射性碘并浓集于颈前部的甲状腺内,使这个器官受到较大剂量的照射 此时,服用稳定性碘是减少甲状腺对吸入或食入的放射性碘吸收的一种有效的预防性措施。若在摄入含有放射性碘的放射性物质以前6小时服用稳定性碘,几乎可完全阻断放射性碘在甲状腺内的沉积。如果在吸入放射性碘的同时服用稳定性碘,则可阻断90%的放射性碘在甲状腺内沉积。这项措施的有效性随实施时间的拖延而降低,但在吸入放射性碘数小时内服用稳定性碘,仍可使甲状腺吸收放射性碘的量降低一半左右。  服用稳定性碘一般不是单独采用的一种防护措施,它常与隐蔽、撤离等措施同时进行。对成年人推荐的服用量为100毫克碘(相当于130毫克碘化钾或170毫克碘酸钾) 对孕妇和3~12岁的儿童服用量改为50毫克 3岁以下儿童服用量为25毫克。上述推荐的服碘量风险不大,仅少数人可能出现过敏反映。  有些人群,如妊娠妇女、婴儿、儿童和16岁以下青少年在服用稳定性碘时应予以注意。还有些人,如甲状腺有结节者,突眼性甲状腺中已治愈者、曾接受过放射性碘治疗者,甲状腺慢性炎症性疾病病人、甲状腺单侧切除者、有亚临床性甲状腺功能低下者、对碘过敏者和某些皮肤病(痤疮、湿疹、牛牛皮癣)病人,应慎用或不用稳定性碘。  34、什么情况下应控制食物与饮水?  当食品和饮水中的放射性核素的浓度超过国家标准规定的水平时应禁止或限制使用这些受污染的食物和饮水。国家一标准将食品分为两类:一类是一般消费食品,一类是牛奶婴儿食品和饮水,对后一类食品控制较严 将核素分为4种,分别规定了需采取干预行动的浓度水平。  在事件后(通常从中期开始)进行食物控制时,可考虑采用多种方案来降低食品污染水平,并在食品生产和分配的不同阶段进行控制。许多食品在出售前进行适当处理,可明显降低其污染水平。受污染的食品可采取加工、洗涤、去皮等方法去污,也可在低温下保存,使短寿命的放射性核素自行衰变,以达到可食用的水平。对受污染的水,可用混凝、沉淀、过滤及离子交换等方法消除污染。如这些措施仍未能达到要求时,最后,还可以完全禁止销售。通常,在能够得到未受污染食品供应的情况下,采取禁止销售和食用受污染食品的措施,风险不大。  35、什么情况下需要对地区或通道实施控制或封锁?  一旦确定地区受放射性物质污染,人群要隐蔽、撤离或避迁,就应采取控制进出口通道的措施。这项措施的目的是防止放射性物质由污染区向外扩散,避免人员误入污染区受到照射。采取这一措施的主要困难在于:若较长时间控制通路,有些人就急于离开或返回自己的家中以便照料家畜或从封闭区抢运出货物和产品,这将使该工作难于进行。  36、什么情况下需要消除放射性污染?公众应注意什么?  去除放射性污染既是防护措施,也是恢复措施。防护措施通常是针对直接受到影响的居民,而恢复措施主要针对自然环境和恢复正常生活条件。恢复措施包括对建筑物和土地去污和清污,以求尽可能地恢复到事故前的状况。由于去污后就可以恢复某些活动,因而去污通常要比长期封闭污区的破坏性小。去污的目的是为了减少来自地面沉积物的外照射,减少放射性物质向人体、动物体及食品的转移,降低放射性物质再悬浮和扩散的可能性。去污措施开始愈早效率愈高,因为随着时间的推移,会增加污染表面对污染物的吸附。但推迟去污也有好处,因为放射性衰变和气侯风化可时放射性水平降低,从而减少了去污人员的受照剂量,所需费用也可降低。对公众来说,参与消除放射性污染的行动应在专业人员的指导下进行。  37、在突发事件现场出现伴有外伤的放射性污染伤员时,公众应如何自救、互救?  严重的核与辐射突发事件,可能发生放射损伤(包括全身外照射损伤、体表放射损伤和体内放射性污染),各种非放射损伤)如烧伤、创伤、冲击伤)和放射复合伤。在实施现场救护任务的应急救护人员到达以前,现场公众组织及时的自救、互救不仅能使伤员得到及时救治,而且也能保证大部分医疗抢救力量优先抢救重要伤员,从而提高现场的抢救率。伴有爆炸的核与辐射突发事件现场。公众的自救、互久包括:①挖掘被掩埋的伤员 ②灭火和使伤员脱离火灾区 ③简易止血 ④简易包扎或遮盖创面 ⑤简易固定骨折 ⑥清除口鼻内泥沙对昏迷伤员将舌拉出防窒息 ⑦给伤员服用随身携带的药品(如止痛药) ⑧简易除污染 ⑨护送伤员等。  38、哪些伤员可在普通医院治疗?  一旦接到发生事故的通知,医院应立即启动响应计划。承担救治任务的医疗单位可在已有的基础上为接受放射性污染的病人设置随时可启用的专用通道,直接通向放射性污染处理室 设置无菌手术室,开展常规手术,建立处理体外放射性污染并防止放射性污染扩散的设施等。  在普通医院,可对以下辐射损伤伤员进行观察和治疗:伤情不重的局部照射或全身照射的伤员,不伴其他伤情的轻度体表污染的伤员,无直接后果的仅摄入少量放射性物质的病人。对中度或重度急性放射病、伴有严重的复合伤的体表污染或体内污染的病人,则须有专家指导救治或转送专科治疗中心。  应强调,放射性污染(无论是体表污染或体内污染)均不会立即危及生命,因此放射性污染评价或去污绝不能先于医疗救治。对受污染和受伤病人医学处理顺序按其重要性排序如下:急救和复苏,稳定病情,治疗严重损伤,防止或减少体内污染,评价体表污染并去污,治疗其他不太严重的损伤,防止治疗区域和其他人员受到污染,尽量减少对医护人员的外照射,评价和治疗体内污染,评价局部辐射损伤或放射烧伤,对严重辐射伤员进行长期、全面的随访观察等。  39、公众在突发事件中及事件后应如何控制情绪和保持良好的心态?  发生任何重大灾害,均可引起公众(或人群)不同程度的心理社会效应,轻者很快消失,重者可影响身心健康,甚至波及到社区和国家的层面,造成重大损失。对于受到心理打击的受害者,可以采取一些对内心有安抚作用的方法(如许多表现为主动、向外、释放和进取特点的方法)来解除精神紧张。  要预先做好准备,使从事健康与人道服务的专业人员熟悉核与辐射突发事件的前因后果。发生这类事件后要理解有些人员出现愤怒和责难的情绪。为了保持公众的信心,对社区有影响的措施是通过公开的方式进行决策,直率地说明决定背后的论据及如何实施。  40、哪些人员应接受心理卫生方面的帮助?  灾难后应对心理障碍的人员进行心理卫生方面的帮助。采用心理学的方法对受到波及的人员的心态和行为进行诊断,以确定其正常与否及异常程度和性质。心理诊断的方法通常包括详细询问病史和家族史,诊断性会谈,进行心理测验。  应采用心理测验量表的方法对潜在受灾者进行分类,以便有针对性地提供心理卫生服务。依照受伤程度、个人和财产损失程度、应对方式、灾后社会混乱和社区毁坏程度,以及受灾者的易损性对此危险人群进行分类,以便根据他们的分类级别给予相应的心理援助。通常,直接卷入大规模灾难或者丧亲、财产损失的幸存者是需要及时给予心理援助的潜在受灾者 其次是与他们就密切联系的个人和家庭 从事救援或搜索的人员或者帮助进行重建或康复工作的成员和志愿者也应考虑在内 在临近灾难场景时易感性高的个体,也可能表现心理病态的征象。  灾害发生后,对儿童、孕妇、年轻母亲、老人和残疾人,以及在极端条件下致力于应急响应的工作人员和从事恢复清除工作的人员要加以特别的考虑,因为这些特征人群易受到较大的心理影响。
  • 红外近场辐射探测及超分辨温度成像
    红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度,在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制,红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上,因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年,我们开发了红外被动近场显微成像技术,通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制,将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“红外近场辐射探测及超分辨温度成像”为主题的文章。该文章第一作者为朱晓艳,主要从事红外被动近场成像方面的研究工作。本文将围绕扫描噪声显微镜(SNoiM)技术的实验原理及其应用,详细介绍如何通过自主研制的红外被动近场显微镜,突破红外热成像的衍射极限限制,实现纳米级红外温度成像。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1(a)所示,绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子,这些带电粒子永远不会静止不动,而是一直处于随机扰动状态(热运动)。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动,辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知地是,物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射(远场辐射),而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波(以倏逝波形式存在),可称之为近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波(近场辐射)的存在,并发现针对远场辐射所建立的认知及规律(如普朗克辐射定律等)将不再适用于近场辐射,但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年,美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展,先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在,但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步地研究。图1(a)物体表面存在的远场辐射及近场辐射;探针调制技术:(b)当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、(c)当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波;(d)红外被动近场显微镜(SNoiM)的示意图红外被动近场显微镜(SNoiM)的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性(即强度随着远离物体表面急剧衰退)而难以探测。在SNoiM中,利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1(b)所示,当不引入纳米探针(或探针远离物体表面)时,物体近表面的近场倏逝波无法被探测,该显微镜工作于传统红外热成像模式,即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是,将探针靠近样品近表面(比如10 nm以内),近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下,探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此,通过控制探针至物体表面的间距h,即可获得近场、远场混合信号(h 100 nm,称为近场模式)或单一的远场信号(h 100 nm或撤去探针,称为远场模式)。最终,利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1(d)展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中,无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号,它们随近场信号一同被红外物镜收集,导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号,研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔(约100 μm),通过此共焦结构可以缩小收集光斑,有效抑制背景辐射信号。然而,即使是这样,是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此,本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器,攻克了这一技术壁垒。图2(a)展示了首套SNoiM设备实物图。其中,金色圆柱腔体为低温杜瓦,内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器(CSIP)及一些低温光学组件;白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜(AFM)、红外收集物镜及样品台区域,具体细节参照图2(b)、(c)。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制,而是由探针尖端尺寸决定。如图2(b)中插图所示,通过电化学腐蚀方法,可制备出形貌优良的金属(钨)纳米探针,其中,针尖直径可小至100 nm以内。图2(a)红外被动近场显微镜SNoiM的实物图,其中搭载了超高灵敏度红外探测器;(b)AFM及红外收集物镜;插图为通过电化学腐蚀制备的金属(钨)纳米探针;(c)探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限,实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3(a)为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中,亮金色区域为Au薄膜(约50 nm厚),其他区域为SiO₂衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像(获取远场图像时只需将探针挪离样品表面)。如图3(b)所示,由于成像波长较长(~ 14 μm),远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如,Au与衬底(SiO₂)的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等(图中黑色虚线所示)。然而,在相同探测波长下,如图3(c)所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率,其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别,图3示意图中给出了探测到的信号来源:对于光学显微图像,其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强,因而Au上的信号远比SiO₂强。可见光波长范围为400~760 nm,因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射,直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号,并对其进行成像。在探测波长为14 μm情况下,受衍射极限的限制,系统的实际空间分辨率也只有约14 μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号,因此不受远场光学衍射极限限制,可获得超分辨红外图像(图3c)。图3 样品Au(SiO₂衬底)的(a)光学显微、(b)远场红外和(c)近场红外的图像及成像原理示意图另外值得注意的一点是,图3(c)所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高,而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转(由远场切换至近场后,Au由弱信号方(蓝色)转变为强信号方(红色))。针对上述现象的解释如下:远场成像时,Au是高反射物体,因此吸收红外光的能力极弱,根据基尔霍夫定律,则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO₂;而在近场成像中,室温金属(Au)中的自由电子存在剧烈的热运动(热噪声),从而在金属表面产生极强的表面电磁波,因而Au上的信号远强于SiO₂。由此可见,SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制,而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出,SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子,因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度(Te)。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线(NiCr合金)为例进行说明。图4 (a)通电金属线显微图像及远场热成像;器件弯折区域分别为(b)凹形、(c)U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像图4(a)为NiCr金属线的光学显微图像(上)及其通电后的红外远场热图像(下)。红外远场成像检测通电器件的远场辐射,从而估算出器件的表面温度。比如,器件中心处出现明显热斑,该处温度最高,表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制,远场红外热成像无法分辨微小金属线(宽度约3.3 μm)上不同区域的温度分布,因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比,近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4(b)所示,当电流经过器件凹形弯折区时,近场红外热成像下,该区域内存在极其不均匀的温度分布,而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明,通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热,且内侧区域电子能量耗散最大,这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外,该温度分布图像似乎表明,通电时,载流子倾向于避开直角拐角处,并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想,该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线,并对其进行了近场红外热成像表征。图4(c)显示,U形区域温度均匀分布,无明显局域热斑,这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤,具有重要的指导意义。总结与展望综上,利用SNoiM技术,可以实现物体表面的近场辐射探测及红外超分辨温度成像。该技术是目前国际上唯一能够进行局域电子温度成像的科学仪器,不仅突破了红外远场热成像的衍射极限限制,且首次实现了纳米尺度下通电器件中载流子输运行为与能量耗散的直接可视化。该研究内容均基于第一代室温SNoiM系统,目前,第二代低温SNoiM系统已被成功搭建,有望进一步突破后摩尔时代信息和能源器件的功耗降低及能效提升难题,探索物理新机制,并推动纳米测温技术新的发展。这项研究获得国家自然科学基金优秀青年基金的资助和支持。论文链接:DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.05.001
  • 一文了解|红外近场辐射探测及超分辨温度成像
    红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度,在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制,红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上,因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年,我们开发了红外被动近场显微成像技术,通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制,将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。本文将介绍红外被动近场显微成像技术的基本原理,以及基于此可实现的物体表面近场辐射探测与红外超分辨温度成像研究。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1(a)所示,绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子,这些带电粒子永远不会静止不动,而是一直处于随机扰动状态(热运动)。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动,辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知的是,物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射(远场辐射),而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波(以倏逝波形式存在),可称之近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波(近场辐射)的存在,并发现针对远场辐射所建立的认知及规律(如普朗克辐射定律等)将不再适用于近场辐射,但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年,美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展,先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在,但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步的研究。图1 物体表面存在的近场辐射及其探测方式 (a)物体表面存在的远场辐射及近场辐射;探针调制技术:(b)当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、(c)当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波;(d)红外被动近场显微镜(SNoiM)的示意图红外被动近场显微镜(SNoiM)的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性(即强度随着远离物体表面急剧衰退)而难以探测。在SNoiM中,利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1(b)所示,当不引入纳米探针(或探针远离物体表面)时,物体近表面的近场倏逝波无法被探测,该显微镜工作于传统红外热成像模式,即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是,将探针靠近样品近表面(比如10 nm以内),近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下,探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此,通过控制探针至物体表面的间距,即可获得近场、远场混合信号( 100 nm,称为近场模式)或单一的远场信号( 100 nm或撤去探针,称为远场模式)。最终,利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1(d)展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中,无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号,它们随近场信号一同被红外物镜收集,导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号,研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔(约100 μm),通过此共焦结构可以缩小收集的光斑,有效抑制背景辐射信号。然而,即使是这样,是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此,本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器,攻克了这一技术壁垒。图2(a)展示了首套SNoiM设备实物图。其中,金色圆柱腔体为低温杜瓦,内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器(CSIP)及一些低温光学组件;白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜(AFM)、红外收集物镜及样品台区域,具体细节参照图2(b)、(c)。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制,而是由探针尖端尺寸决定。如图2(b)中插图所示,通过电化学腐蚀方法,可制备出形貌优良的金属(钨)纳米探针,其中,针尖直径可小至100 nm以内。图2 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图(a) 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图,其中搭载了超高灵敏度红外探测器;(b)AFM及红外收集物镜;插图为通过电化学腐蚀制备的金属(钨)纳米探针;(c)探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限,实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3(a)为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中,亮金色区域为Au薄膜(约50 nm厚),其他区域为SiO2衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像(获取远场图像时只需将探针挪离样品表面)。如图3(b)所示,由于成像波长较长( ~ 14 μm),远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如,Au与衬底(SiO2)的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等(图中黑色虚线所示)。然而,在相同探测波长下,如图3(c)所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率,其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别,图3示意图中给出了探测到的信号来源:对于光学显微图像,其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强,因而Au上的信号远比SiO2强。可见光波长范围为400~760 nm,因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射,直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号,并对其进行成像。在探测波长为14μm情况下,受衍射极限的限制,系统的实际空间分辨率也只有约14μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号,因此不受远场光学衍射极限限制,可获得超分辨红外图像(图3c)。图3 样品Au(SiO2衬底)的几种显微图像及成像原理示意图:(a)光学显微、(b)远场红外和(c)近场红外另外,值得注意的一点是,图3(c)所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高,而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转(由远场切换至近场后,Au由弱信号方(蓝色)转变为强信号方(红色))。针对上述现象的解释如下:远场成像时,Au是高反射物体,因此吸收红外光的能力极弱,根据基尔霍夫定律,则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO2;而在近场成像中,室温金属(Au)中的自由电子存在剧烈的热运动(热噪声),从而在金属表面产生极强的表面电磁波,因而Au上的信号远强于SiO2。由此可见,SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制,而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出,SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子,因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度(Te)。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线(NiCr合金)为例进行说明。图4(a)为NiCr金属线的光学显微图像(上)及其通电后的红外远场热图像(下)。红外远场成像检测通电器件的远场辐射,从而估算出器件的表面温度。比如,器件中心处出现明显热斑,该处温度最高,表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制,远场红外热成像无法分辨微小金属线(宽度约3.3 μm)上不同区域的温度分布,因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比,近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4(b)所示,当电流经过器件凹形弯折区时,近场红外热成像下,该区域内存在极其不均匀的温度分布,而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明,通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热,且内侧区域电子能量耗散最大,这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外,该温度分布图像似乎表明,通电时,载流子倾向于避开直角拐角处,并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想,该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线,并对其进行了近场红外热成像表征。图4(c)显示,U形区域温度均匀分布,无明显局域热斑,这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤,具有重要的指导意义。图4 NiCr金属线在不同测试模式下的红外热成像结果:(a)通电金属线显微图像及远场热成像;器件弯折区域分别为(b)凹形、(c)U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像
  • 辽宁核辐射监测结果每三小时上报国家核安全局
    监测站的监测设备正在工作。工作人员进行气溶胶采样,以检测大气降尘中是否含有核裂变产生的人工核素。  日本福岛核电站泄漏事故发生后,辽宁省生存环境是否受到污染,一直是百姓萦绕在心的问题。3月30日,记者探秘沈阳核辐射自动监测站,并独家专访了省环保厅核安全局、省环保厅核与辐射协会有关负责人。“日本发生核泄漏事故之后,我们在第一时间作出反应。”省环保厅核安全局负责人告诉记者,连日来辽宁省监测数据的上报频次已经由原来每天两次上报分析数据,改为每隔3小时更新上报一次数据。  截至目前,据全省辐射环境24小时监测到的最新信息显示:3月31日,辽宁部分地区空气中监测到来自日本核事故释放出的极微量人工放射性核素碘-131,其对公众可能产生的附加辐射剂量小于岩石、土壤、建筑物、食物、太阳等自然辐射源形成的天然本底辐射剂量的十万分之一,对环境和公众健康不会产生影响,无需采取任何防护措施。  自动监测仪3小时一上报  3月30日下午,记者在省环保厅核与辐射协会副秘书长王红军的带领下,来到设置在沈阳的核辐射自动监测站。设在楼顶户外的一个白色百叶箱并不起眼,但是其内部自动监测仪的工作职能可不简单,“用百叶箱盛放自动监测仪,就是为了减少太阳直射。 ”  王红军打开百叶箱的门,让记者仔细看看内部仪器的样子。只见这个“大头仪器”底部电线缠绕,小显示屏上的数字不断更新。 “它是用来监测γ辐射剂量水平的一种自动连续监测系统,正在不间断地工作,几秒钟一读数,每3个小时的平均值将上报给国家核安全局。 ”  记者发现,旁边还有两台“长腿戴帽子”的设备,被摆放在不同角落。王红军介绍:“它们是大流量气溶胶采样器,气溶胶的气体采集量大约为1万立方米,最后将收集到的气溶胶滤膜拿到实验室,利用低本底高纯锗γ能谱仪,分析大气中裂变核素的活度浓度。 ”不远处,还摞着两个不锈钢水桶,王红军告诉记者:“这是用来采集雨水的容器,一旦降雨的话,还要对采集雨水进行裂变核素的活度浓度分析。 ”  据介绍,考虑到地理位置的分布,辽宁省现有的3处自动监测点,分别设置在沈阳、大连和丹东,随时可以掌握省会周边城市(中部)、东部边境和南部沿海城市的辐射环境现状监测数据。  省内3个自动监测站启动  “日本发生核泄漏事故之后,我们在第一时间作出反应。”省环保厅核安全局负责人告诉记者,“3月12日一早,我局接到环保部的应急监测指令,要求当天中午即向国家传输相关数据。由于沈阳、大连和丹东3处自动监测站已经提前进入工作状态,因此保证了数据及时向国家传送。 ”3月12日下午,随着日本福岛核泄漏事故升级,省环保厅核安全局又接到环保部“全面监测”的指令,省环保厅核安全局立即召开紧急会议,制定工作方案,连夜派人赶赴大连、丹东开展气溶胶采样。所谓气溶胶采样分析主要是检测大气降尘中是否含有核裂变产生的人工核素。  “随着福岛核事故的升级,3月13日国家发出指令,要求每个省在敏感地带,再选出一个线路进行巡回监测,即用车载设备随时流动采样。 ”这位负责人说,辽宁省选定大连市内一条干道和丹东到大连的黄海大道两条线路开展巡测。  连日来,辽宁省监测数据的上报频次也在增加。由原来每天两次上报分析数据,改为每隔3小时更新上报一次数据。为了全省百姓的健康平安,一张越织越密的核安全保障大网正在悄然架起。  记者在这位负责人的办公桌上,看到一张“全局24小时应急值班表”,上面记录着每个人的姓名、电话和轮值顺序。 “现在我们人手非常紧张,全局20多人不分昼夜都排上值班。 ”  这些日子,辽宁省核安全工作人员分秒必争,默默奋战在各个监测点的工作岗位上。他们每天负责采样、收集数据、值守设备、巡测线路或者在实验室检测分析。大连、丹东监测点还要每天往返沈阳,送采集样品来化验分析,其紧张程度可想而知。  红沿河核电站安全有保障  为了克服人力上的不足,省环保厅核安全局抽调地方科研单位的专业监测队伍,调动各市环保局辐射管理人员,并增援仪器设备30多台,提高了快速反应能力。  核辐射监测是专业性非常强的工作,为加强对形势的分析和研判,省环保厅核安全局还及时召集省内有关专家组成智囊团,以利于科学指导应急工作。 3月17日,日本飞抵大连的一架货机的货物外包装上检测出放射性超标,省环保厅核安全局立即组织国内、省内核辐射专家以及放射性废物处置专家,火速赶赴大连,连夜召开论证会,提出具体应对处理措施,为商检部门提供了可参照的货物检验标准。并建议商检部门与日方协商改进货物包装,要求日本航班出境前做好洗消工作等。  从上世纪80年代起,辽宁省开始建立了辐射监测队伍。 2006年,在省环保厅正式设立了省核安全局。 1986年,苏联切尔诺贝利核电站爆炸事故发生后,辽宁省辐射监测部门也曾从往返飞机上检测出微量的放射性物质,“但这些对人体和环境并未构成影响,你看我们现在不是都很健康吗? ”这位负责人笑着说。  位于大连地区的辽宁红沿河核电站安全保障如何,近日也颇受关注。该负责人介绍,日本福岛核电站建于上世纪60年代,而我国的核电站建设较晚,全球最大在建核电站——红沿河核电站采用的是第二代半核电技术,它比日本的核电站的安全性高出很多,而且红沿河核电站在厂址选择和设计阶段,已充分考虑了地震和其他自然灾害因素,所以安全是有保障的。  尽快用肥皂水洗澡可去核素工作人员正在公路上进行巡回监测。  面对核辐射,我们该如何注意自我防护?对此,省环保厅核与辐射协会副秘书长、教授级高级工程师王红军在接受记者采访时也给予了权威解答。  外照射防护有三个原则  辽宁日报:一旦遭遇核辐射,我们普通人应该如何防护呢?  王红军:我们生活的空间本身存在着来自大自然的天然辐射和由于人为活动产生的辐射。通过外部防护和内部防护,辐射的危害是完全可以控制的。通常对于外照射的辐射防护采用三个基本原则,即时间、距离、屏蔽。三原则的实施可将辐射对人体的外照射剂量降至尽可能低的水平。  时间防护,即尽可能地缩短受照射的时间,避免在电离辐射场中逗留。距离防护,即尽可能地增大与辐射源的距离,受照射量的大小与距离成反比。屏蔽防护,即在人和辐射源之间设置合适的防护屏障。射线通过屏蔽物质时,能量被吸收而减弱,所以,在放射源与人体之间设置屏蔽物就能起到防护作用。  采用屏蔽的材料大多为比重大的材料,其中铅的屏蔽作用最好,水、铁、水泥、砖、石头、铅玻璃也常用。如对β粒子的屏蔽可采用铝、有机玻璃、塑料等。对γ射线和X射线采用铅、铁、混凝土。对中子屏蔽选用聚乙烯、石蜡、含硼材料等。也可多种材料混用达到屏蔽多种辐射的目的。  用肥皂水洗澡可去核素  辽宁日报:普通市民如何预防体表沾染辐射?一旦沾染了放射性物质该怎样处置呢?  王红军:在污染的环境中,要穿长衣、靴子,戴帽子、头巾、眼镜、手套等。翻起上衣衣领口,然后在外面围上围巾。出门时扎紧袖口和裤脚等处,尽可能地减少体表裸露部位,避免淋雨、淋雪。如果环境有不同程度的污染,要尽可能地留在室内,关闭门窗、空调、换气扇和其他进风口。  一旦放射性物质沾染到体表,尽快用肥皂水刷洗(用肥皂水擦洗可清洁95%以上),再用大量清水冲洗,避免弄破皮肤,尤其要注意防止通过伤口进入人体内。尤其是要清洗口鼻腔和毛发。若没有淋浴,可以用水清洗身体的裸露部位,比如脸、脖子等,特别是有油污的地方。脱下被沾染的衣服时要特别小心,最好不要重复穿戴。污染的衣裤不得随意乱丢,按统一要求,送交相关部门按照放射性污染固体废物统一处置。  大量喝水也可排放射物  辽宁日报:那么,内部辐射的防护如何进行呢?  王红军:避免内部辐射也要注意三点,即不要饮入、食入、吸入污染物质到人体,过量核辐射会对造血和骨髓有伤害。为避免吸入微量核素,戴上呼吸面具的防护效果可达75%以上,没有口罩也可用湿毛巾等代替,掩盖口鼻处,防止污染物进入体内。  来自污染区域的食物最好不要再吃。多吃点富含维生素C、维生素E、胡萝卜素等营养物质的食物,适当休息,都能有助于防辐射。碘-131的半衰期为8天,一般10个半衰期即3个月之后,核素浓度就衰变消失了。也就是说,微量的碘-131误食大约3个月后,内照射的剂量就没有了。同时,大部分放射性物质可通过肾脏代谢,随尿液排出体外,如果不慎摄入可大量喝水,多次小便尽快排出体外。如食入剂量较大时,可到指定的相关医疗部门,在专业医生的指导下进行药物排泄,将核素尽快排出体外。  遭遇核辐射请这样隐蔽  辽宁日报:最后,给我们讲讲发生核辐射后如何隐蔽吧。  王红军:如果接到应急隐蔽的警报或通知后,大家需要注意以下几个方面。居民千万不要恐慌,立即放下手中农活和正在干的事情,迅速进入砖或混凝土结构的地下设施或室内进行隐蔽 学校、工厂等集中单位人员,到砖或混凝土结构的、密封好的教室、厂房、办公楼、商场等地点隐蔽 进入室内,要立即关闭所有门窗,关掉换气扇、空调等,防止外面空气进入室内 打开广播、电视等,收听市核应急指挥部发出的有关核应急信息,并根据指令行动,不要擅自到室外走动 在隐蔽状态下,只可以食用家中食物,因为室外的食物可能已经受到污染,不要饮用地表水,最好饮用瓶装矿泉水。  总之,只要以科学的态度掌握核技术,以求实的精神对待核事故,就可以将辐射带给我们的剂量影响降到尽可能低的安全水平。工作人员正在实验室里对采集到的样品进行数据分析。  日本福岛核电站泄漏事故发生以来,“核辐射”变成了高频敏感词汇,每天的相关进展都格外引人关注。  那么,日常生活中的核辐射都来自何方?在哪些领域对人类作出了贡献?日常生活中的核应用,会不会对人体造成伤害? 3月30日,记者就百姓关心的一系列话题,采访了省环保厅核与辐射协会副秘书长、教授级高级工程师王红军。  天然本底辐射没有危害  辽宁日报:首先请您给我们讲一讲什么是核辐射吧。  王红军:人体每天都暴露在各种射线之中,我们赖以生存的环境到处都存在着来自大自然的辐射,辐射和人们的日常生活如影随形。总体来说,人们常接触到的辐射主要可以分为两大类,即核辐射(又叫电离辐射)和电磁辐射。  核辐射比较常见的有两种,一种是来自大自然的天然本底辐射,如宇宙射线、地球本身存在的天然放射性物质,它们广泛存在于大气、岩石、地下裂隙水、土壤之中。这种辐射就是我们生活环境的本底值,一般对人类没有什么危害。在日常生活中,辽宁省天然本底辐射所致我们的年有效剂量约为0.92毫西弗。另一种则是因核的相关活动引起的辐射,主要包括医疗照射产生的射线诊断检查及放射治疗,工业、农业、科学研究等核技术应用,核武器试验爆炸和利用核动力生产等,这次福岛核电站核泄漏引起的核辐射就属于后者。  相比核辐射,电磁辐射更贴近生活,它是指能量以电磁波的形式由信号源发射到空间的现象。各种微波电器、电子设备、高频炉、移动通讯设备等装置,在工作状态下,它的周围就会存在电磁辐射。人们熟知的微波炉、手机、高压输变电、电脑等产生的电磁辐射就属于这一类。  年照10次CT对人体无害  辽宁日报:我们日常生活中的辐射剂量大约是多少呢?  王红军:生活中的辐射无处不在。据相关资料报道,乘飞机旅行2000公里约受到0.01毫西弗的放射性照射 一次X光检查接受辐射0.1毫西弗等等。日常生活中这些辐射,称为自然本底剂量。根据国家《电离辐射防护与辐射安全基本标准》规定,“实践使公众所受到的平均年有效剂量不应超过1毫西弗 在特殊情况下,如果连续5年的平均年有效剂量不超过1毫西弗,则某一单一年份的有效剂量可以提高到5毫西弗。 ”据有关资料显示,从医学角度考虑,受照剂量在100毫西弗以下对人体都没有影响。 100毫西弗相当于1年内累积照射约10次CT。  核辐射无色无味,看不见摸不着,不过却可以通过仪器来探测和度量,主要包括α、β、γ三种射线:前两种射线穿透力小,只要放射性物质不进入体内,就不会产生对人体的内照射,影响不大 第三种射线的穿透力较强,能穿透人体和建筑物,对于该类射线的防护只要采取拉大与污染源的距离、缩短接触污染源的时间和通过各种屏蔽体的屏蔽,就可以降低辐射对我们的伤害。短时间微量的放射性照射不会危及人类健康,但是照射过量的核辐射对人体是有害的。应该承认,人体自身具有修复放射性损伤的功能,这种修复能力的大小与个体素质的差异有关,与初始损伤程度有关。  自然本底剂量大连最低  辽宁日报:为什么辽宁省不同城市的自然本底剂量并不相同呢?  王红军:自然本底辐射来自于大气、土壤、岩石等环境中,其中地理位置相近地带宇宙射线基本一样,由于天然放射性系列在地球分布的克拉克值不等,所以省内各地γ剂量率高低不等的差别,主要是由于岩石与地质构造所致,像丹东、本溪等辽东一带山区,大多为花岗岩、碱性岩,辐射剂量率本底值偏高,而大连地区则偏低,沈阳地区处于中间值。  辽宁日报:核辐射技术正广泛应用在各个领域,是这样吗?  王红军:是的,核科学技术是一门新兴的尖端科学技术,在工业、农业、科研、医学、环保和国防等领域发挥着不可替代的作用。辽宁省就有3所核辐照中心,主要用于种子改良、食品灭菌保鲜、工业材料探伤等。用核射线照射农作物的种子、植株,可促使它们产生各种变异,再从中选择需要的可遗传优良变异,培育成新的优良品种。而食品经过核照射之后,可以达到消毒保鲜作用,不需要再用防腐剂,多用于一些出口食品,如海鲜、方便面等。工业上的石油勘探测井、输油管道探伤、大型锅炉、汽车轮胎探伤等,都需要相应的核技术应用来完成。  核辐射在医疗上应用多  辽宁日报:核辐射在医疗上的应用也很多。  王红军:随着科技飞速发展,核辐射在医学界的应用更是造福人类。医院中的放射科、核医学科、放疗科、介入科,都是在应用这一技术。像放射科的检查主要使用X射线设备,如CT、CR、DR、普通X光机等进行普通的医疗诊断 核医学科是医学的高级诊断技术,利用将一定剂量的某种短寿命核素通过静脉注入或食入体内,诊断甲状腺、肝、脑、肺、脾、肾、心脏、胰腺等疾病 放疗科主要是利用密封源、直线加速器产生的γ和X射线对深部肿瘤进行照射,以抑制和破坏肿瘤细胞的生长 介入科是在X影像下,开展微创的血管造影、肾脏造影和心脏支架等手术治疗。  辽宁日报:辽宁省对这些核技术应用中的放射性同位素与射线装置的安全是如何管理的?  王红军:我国对使用放射性同位素与射线装置的单位,施行了辐射安全许可证制度。持有单位在完成辐射环境影响评价后,经管理部门严格审查,方可领取辐射安全许可证。持有单位使用放射性同位素与射线装置从始至终都有统一编号编码,辽宁省核安全局每年都要开展专项执法检查。  核电能源安全清洁高效  辽宁日报:我国为什么要发展核电技术?  王红军:不可再生的化石能源(石油、煤、天然气)的生成需要上亿万年,人类大规模的开采利用使它日趋枯竭 水力资源分布不均 地热、风力、波浪、潮汐、太阳能等可再生能源至今尚未实现大规模工业应用。而核电可以提供大量电力,正是可以满足人类日益增加的能源需求的新能源。  核电是安全、清洁、高效的能源。发展核电,不仅能够减少对能源的开采和应用 而且核能发电没有火电排放带来的温室效应、酸雨、烟尘等对环境的破坏,同时也有利于缓解因运输煤炭等带来的交通运力紧张的矛盾。正常情况下,一座百万千瓦核电站对周围的影响最大年有效剂量仅为0.048毫西弗,核电站的正常运行不会使环境本底剂量增高,同时不会对公众产生附加剂量。
  • 美国“信使”携多种探测仪器观测水星
    美国“信使”号水星探测器按计划将于3月29日从水星轨道传回首张图片。从4月4日起,它将正式展开对水星的观测,以确定水星表面成分,探测水星的神秘磁场以及水星极地区域永久阴影部分是否存在冰。  2011年3月17日,经过15分钟的近水星制动,减速后的“信使”号被水星捕获,进入近水星距离200千米、远水星距离15193千米、周期12小时的水星椭圆轨道,对水星进行为期一年的探测工作。  有人说,水星名不副实,因为它是太阳系中距离太阳最近的行星,表面温度很高,所以上面根本没有水。但也有人认为,在水星极地阳光永远照不到的阴暗陨石坑深处,很可能存在水冰沉积物。  由于水星离太阳很近,因此在地面观测它和用飞行器探测它都十分困难,至今只有美国的“水手10号”和“信使”号探测器探测过水星,其中1973年11月 3日发射的“水手10号”探测器也仅以掠过的方式探测过水星,故无法对水星进行长期、全面和详细的了解。经过多年研制,第一颗水星探测卫星“信使”号终于在2004年8月3日升空。它耗资4.46亿美元,发射质量1100千克,其中600千克为燃料,体积与大型办公桌相近。  水星上太阳的亮度比在地球上高出11倍,表面温度可达450摄氏度,所以设计“信使”号的关键是如何应对这样的高温环境。为此,“信使”号装有先进的大型遮阳罩,能使探测器的温度保持在20摄氏度左右。此外,它还有许多特点,如两翼由数千个小“镜子”组成,其中2/3的“镜子”用于反射水星附近的强烈阳光,剩下的“镜子”用于将阳光转化成电能 各重要系统都有备份 使用现成的部件和标准的数据界面 采用“近地小行星交会”小行星探测器子系统设计等。  “信使”号此行有六大任务:水星具有何种磁场特征?为什么水星的密度那样高?水星具有何种地质形成过程?水星核具有怎样的构成和形态?水星两极的异常物质是什么?水星表面有哪些不稳定物质对其外大气层的形成起了重要作用?为了完成这些任务,“信使”号携带了磁力计、伽马射线与中子光谱仪、X射线光谱仪、水星大气与表面成分光谱仪、高能粒子与等离子体光谱仪、水星双重成像系统和水星激光高度计等共7台科学探测仪器。  “信使”号当初升空后没有直奔水星,而是借助地球、金星和水星的引力飞行6年半后才进入水星轨道。其间,它一次飞越地球(2005年7月)、两次飞越金星(2006年10月和 2007年6月)、三次飞越水星(2008年1月、2008年10月和2009年9月),最终于今年3月17日进入环水星轨道。每次借力飞行都可以改变 “信使”号轨道的形状、尺寸、倾角和速度,最终巧妙地把“信使”号从绕太阳的轨道送入环水星的轨道。“信使”号在三次飞越水星的过程中收获了大量成果。例如,绘制了水星表面的详细状况,勘测了这颗行星的构成成分、地磁环境以及稀薄的大气层等多种特征。  目前,美国航天局计划将“信使”号探测器的服役期延长一年,但未来能延长多久还需要时间来证明。
  • 研究生利用激光遥感制作实时监测雾霾探测仪
    历经连续多天的雾霾天气,北京终于拨霾见日,大快人心。然而,民众对空气质量的担忧恐慌情绪,却不会像雾霾一样散去。面对日益紧迫的雾霾问题,除了戴上防霾口罩,我们又能做些什么?......雾霾之下,没有看客,我们每个人都应该积极行动起来,你知道吗?西安的一群大学生为我们做了一个良好的表率。  前不久,西安理工大研究生代晨昱和同学们发明了一款便携式雾霾空间分布激光探测仪,可以实时监测大气污染物的仪器,打破了传统环保部门测量大气污染物的方法,将激光遥感技术应用到了雾霾监测领域。据悉,该仪器还荣获了陕西省大学生课外学术科技作品大赛一等奖。  打破陈规 用激光遥感监测领域  目前,相关部门监测大气污染物主要采用的是直接称重、多点监测、人工取样等方法,上述方法都仅是单点测量。例如直接称重法,是抽取等量空气将污染物停留在过滤膜上,直接称其重量,计算单位体积中的污染物浓度。而多点监测需要架设许多仪器,不仅耗时耗力,还不具有实时性。因为大气是流动的,往往当工作人员把仪器上的数据整理出来时,污染源的位置、雾霾污染的空间分布等已经发生了变化。  实际上,城市每个区域的PM2.5数值都不一样,而且数据也是不断变化的,这就让代晨昱萌生了用专业知识发明一种可以实时监测大气污染物的仪器的想法。经过近两年努力,他和同学们完成了设计发明工作。探测仪弥补了现有雾霾探测仪无法进行大面积探测的缺陷,大大拓展了探测距离。这款仪器的夜间探测距离为10-20 km,白天探测距离为5-8km。  探测仪整体系统主要由激光发射系统、光学接收系统、光电探测系统、数据采集处理系统及三维扫描控制系统五部分组成。代晨昱解释,这套系统主要运用了光散射和光测距两大原理。由激光发射系统发出脉冲激光进入大气,激光与大气中的雾霾颗粒发生散射后,由光学接收系统接收后向散射回波信号,再由光电探测系统将光信号转换为电信号,最后由数据采集处理系统利用模拟探测方式完成数据采集与处理。  实时监测,雾霾无处逃遁  这款便携式雾霾空间分布激光探测仪,相较于单点测量,扩大了探测范围,还可对污染源的位置、污染程度、污染物的扩散方式及传播途径进行实时监测,继而对雾霾污染的出现提前预警,使有关部门前移工作关口,采取应对措施缓解污染问题。弥补了现有雾霾探测仪无法进行大面积探测的缺陷,大大拓展了探测距离。这款仪器的夜间探测距离为10-20 km,白天探测距离为5-8km。  以城区面积约为860余平方公里的西安市为例,实验表明,4-6台探测仪就可以实现整个西安市区的覆盖探测,工作效率着实提升了不少。  代晨昱表示,这款仪器可以与现有的颗粒物监测仪器设备配合工作,不仅可以弥补现有仪器的缺陷,配合工作后测试出来的结果精度更高。他们也期待可以和有关单位部门、企业合作,为治污减霾贡献出自己的一份力量。  年轻的大学生也懂得要以己之力,为社会贡献一份力量。身为地理信息行业的从业者,手握各种地理空间技术,在这场休戚与共的雾霾反击战中,也应多思考,多行动,多出力,守护苍穹之下的那片蓝天。
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