美国国家标准与技术研究院(NIST)研究人员开发出低温衰变能谱法技术,可从微小材料样本中检测单个放射性衰变事件,并识别所涉原子。据NIST 7月8日发表文章,该技术有望取代耗时数月的表征任务,支持放射性药物开发和废核燃料回收。

NIST于2021财年启动名为“真实贝克勒尔”(TrueBq)的多学科项目,旨在标准化放射性核素。其研究小组刚在《计量学》杂志发表镅 - 241溶液初级活度测量结果。测试溶液样品先通过喷墨技术以精确测量的微克量喷洒到带纳米孔的金箔表面,精密质量平衡系统可测量喷洒物质质量,让研究人员精确知晓每滴干燥喷墨物质中的物质含量。NIST希望TrueBq方法取代传统工作流程,缩短分析时间并提高准确性。
这项新技术的关键在于过渡边缘传感器(TES),用于测量接近绝对零度温度下的辐射特征。放射性衰变释放的能量被TES吸收,导致设备电阻变化,此变化即衰变事件“特征”。研究人员积累数据构建详细能谱来识别放射性核素,因知晓测试物质精确质量,能以前所未有的精度计算样品每单位质量的放射性(质量活度)。
NIST物理学家Ryan Fitzgerald称,TES比盖革计数器等常见探测器先进得多,能获取物质的详细“指纹”信息。他还表示,以前需等待数月才能得到结果,现在几天就能从小样本中获得完整放射性概况。
据NIST介绍,该技术未来或可确保癌症治疗放射性药物的纯度和效力,快速识别再处理废燃料的放射性成分,加速先进反应堆及其燃料开发。目前TrueBq重点改进NIST测量工作,包括为客户进行的校准和标准参考材料生产等。NIST还表示,未来研究人员希望开发更便携、用户友好的系统版本,部署于NIST之外,用于医学、环境清理和核废料管理等关键领域。













