法国国家科研中心(CNRS)、克洛德·伯纳德-里昂第一大学、法国原子能与替代能源委员会(CEA)和里昂高等师范学院研究人员近期合作研发了一种创新型闪烁气凝胶。这种材料能够实时、高灵敏度地测量特定放射性气体，可为核电厂安全监测提供关键技术支持。该研究成果已刊登在2024年9月2日出版的《自然光子学》杂志上。
氚、氪-85和碳-14是核电机组运行和放射性废物处理过程中最常见的气态放射性核素。虽然这些核素不会造成重大危害，但对它们的准确检测对于监测核电机组正常运行状态和预防事故发生至关重要。然而，这些纯β发射体的检测一直是个技术难题。现有检测技术基于气液混合或气气混合原理，存在成本高、操作繁琐、难以快速区分核素等不足。
研究团队开发的这项新技术基于气固混合原理，突破了传统方法的限制。他们合成了一种由闪烁材料纳米粒子组成的特殊气凝胶，这种材料具有高度多孔结构，固体含量仅15%，却能保持良好的透明度。当放射性气体与气凝胶接触时，放射性衰变产生的电子能量被转化为可见光，并被高灵敏度系统即时捕获和测量。这种方法可以实时区分和测量不同能量的纯β发射，如氚和氪-85。实验结果表明，对氚的检测效率达20%，对氪接近100%。这种气凝胶还具有可重复使用、废物产生少等优点。其应用前景广阔，不仅适用于氚和氪-85，还可能扩展到其他β发射核素的检测，如碳-14、氙-133和氩-37，在民用、医疗和军事领域都有广阔应用前景。作为欧洲“用于放射性检测的闪烁多孔结构”(SPARTE)项目的重要成果，这项研究已申请多项专利。
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