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量子材料或将成为高能 X 射线成像和粒子探测的未来

2024-10-12 10:35:53 生活来源：

导读闪烁体是一种探测器，它通过闪光使高能 X 射线或粒子可见并形成图像。闪烁体的应用范围很广，包括粒子物理学、医学成像、X 射线安全等。...

闪烁体是一种探测器，它通过闪光使高能 X 射线或粒子可见并形成图像。闪烁体的应用范围很广，包括粒子物理学、医学成像、X 射线安全等。

然而，尽管闪烁体很有用，但它也给研究人员带来了难题。直到最近，科学家们在为特定实验选择合适的闪烁体技术时，还必须决定快速成像或最佳性能哪个更重要。

美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的科学家可能已经找到了解决这一难题的方法。它涉及一种由 200 亿分之一米大小的球形颗粒组成的闪烁体材料。这项研究发表在《自然通讯》上。

尽管这些纳米粒子非常小，但它们的结构却非常复杂，由球状的硫化镉核心、薄薄的硒化镉外壳和较厚的硫化镉外壳组成。该项目的合作者包括美国能源部橡树岭国家实验室、鲍林格林州立大学 (BGSU) 和西北大学的科学家。

由于量子力学效应，这些纳米粒子具有较大的粒子所不具备的宝贵光学和电子特性。BGSU 的科学家合成了这些称为量子壳的纳米粒子，以形成构成闪烁体材料的紧密晶格。

它适用于超快辐射检测以及利用X射线光源实现的高分辨率成像，例如美国能源部科学办公室用户设施阿贡的先进光子源 (APS)。

闪烁体技术的一个日常应用是在牙医诊所，X 射线束穿过病人的嘴，照射到一种反应材料薄膜上，从而印上牙齿的图像，以便牙医检查是否存在潜在缺陷。

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