NIST新方法可精确测量微小样本中的放射性

快速检测和测量

当研究人员遇到满满一桶放射性液体时，他们需要确定神秘物质并测量存在的放射性核素的量，以便进行安全的处理。通常，这个过程可能需要几个月的时间，但超导转换边界传感器（TES）可以显著缩短这一时间。

Fitzgerald说：“无需等待数月，几天之内我们就可以从一个小样本中获得完整的放射性特征。”

NIST研究员Ryan Fitzgerald将一个铟球放在过超导转换边界传感器（TES）芯片上，为使用TES检测放射源中放射性衰变事件释放的能量做准备。

图片来源：NIST

传统上，测量放射性需要多种方法和复杂的程序，还需要使用称为示踪剂或校准剂的额外材料。然而，新方法提供了一种简化的方法，即使是微小的样本也能准确测量，且不需要这些额外的材料。这使科学家能够更好地监测、使用和保护影响公共健康和安全的放射性物质。

放射性分析中的喷墨精度

在这种方法中，研究人员会使用一种专门的喷墨设备，将不到百万分之一克的微量放射性溶液小心地分配到薄金箔上。这些金箔的表面点缀着数十亿分之一米大小的微孔。这些纳米孔有助于吸收放射性溶液的微小液滴。

通过精确测量使用喷墨技术分配的溶液的质量，然后测量金箔上干燥样本的放射性，研究人员可以计算出样本的单位质量放射性或“质量活性”。这种喷墨方法使他们能够处理极少量的放射性物质，同时仍能准确测量其放射性。

这项技术拥有巨大的应用前景。在医学上，这项技术可以帮助确保癌症治疗中使用的放射性药物的纯度和效力。对于核能，它可以快速识别再加工燃料的放射性成分，加快新型先进反应堆的开发。

TrueBq：重新定义放射性测量

这项新报告的研究是True Becquerel（TrueBq）项目的第一步，该项目旨在改变我们监测和表征放射性的方式。该项目的名字来源于测量放射性衰变的单位，以纪念发现放射性的法国物理学家亨利·贝克勒尔（Henri Becquerel）。

长远来看，TrueBq项目旨在开发一种更全面的测量系统，可以处理各种放射性物质，包括复杂的混合物。它将把精密质量平衡系统与超导转换边界传感器（TES）设备集成在一起，以前所未有的精度测量放射性物质的质量活性。

这种新方法代表了对传统工作流程的重大改进，传统工作流程通常涉及多种方法、化学处理以及化学示踪剂和标准的使用。通过简化测量过程，TrueBq有望减少分析所需的时间，同时提高准确度。

TrueBq项目的创新成果有望提高NIST有效服务客户的能力。NIST提供各种以客户为中心的测量服务，包括校准、标准参考物质（SRM）和能力验证。所有这些服务都将受益于TrueBq技术可能提供的简化工作流程、更多信息以及降低的不确定度。

虽然TrueBq目前的重点是改进NIST自己的测量手段，但研究人员对这项技术有着长远的打算。未来，他们希望开发出更便携、用户友好的系统版本，可以在NIST之外部署，用于医学、环境清理和核废物管理等领域的关键应用。