蘭大研究團隊成功研發我國首套塑閃宇宙射線繆子成像系統

2020-11-03 每日甘肅網

蘭大研究團隊成功研發我國首套塑閃宇宙射線繆子成像系統

塑閃宇宙射線繆子成像系統

每日甘肅網11月3日訊據蘭州晚報報導 蘭州大學核科學與技術學院劉志毅教授領銜團隊成功研發基於塑料閃爍體的宇宙射線繆子成像系統，並於近日順利完成高質子數目標物的成像測試專家驗收。

繆子成像技術應用的瓶頸主要在於探測系統的現場應用場景的適應性、成本控制等。劉志毅教授團隊採用獨特的探測器設計與讀出採集系統方案，大幅度降低了系統成本；同時在算法上突破常規技術，有望在更多現場應用場景進行深入推廣。

宇宙射線繆子是由來自太空的高能宇宙射線與大氣層相互作用產生的次級射線粒子，具有能域寬、穿透性強等特點，是來自大自然的免費射線源。將宇宙射線繆子作為射線源，其穿透特定大型目標物時，如貨櫃、大型核廢料容器、大型卡車、反應堆堆芯、山體等，會發生多重庫倫散射或能量損失，通過探測與目標物作用後的繆子，可以實現目標物的無損成像，具有常規人工射線裝置不可比擬的優勢，因此作為一種新型成像技術逐步成為目前世界各國科學家研發的熱點，被國際公認為21世紀極具開發與應用潛力的新型成像技術。2017年，國外科學家在Nature（自然）雜誌上發表了宇宙射線繆子在科技考古方面的重要應用，成功找到胡夫金字塔中墓室上方存在未知暗室的證據。

宇宙射線繆子成像技術主要可分為兩大類：基於角度散射和基於強度衰減的兩種機理的成像技術。前者通過測量繆子射線在經過目標物前后角度的變化來重構高質子數（Z）物質的結構與輪廓，後者關注的是更大尺度上的目標物成像，通過比對經過目標物前後的繆子強度來對其密度差異分布進行三維成像，其成像機理與X射線成像類似。

該系統的研發得到國家自然科學基金項目等資助。由蘭州大學、北京埃索特核電子公司、中國科學技術大學、安徽大學等單位合作開發了基於塑料閃爍體靈敏材料的原型樣機（基於塑料閃爍體的宇宙射線繆子成像系統）。蘭州大學參加實驗樣機研發的骨幹人員還有劉軍濤副教授、錢湘萍博士、付治強工程師，羅旭佳、王權曉、田恆、趙言煒、秦可勉等研究生。

蘭州日報社全媒體記者馬文豔 文/圖

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