法國國家科研中心（CNRS）、克洛德·伯納德-里昂第一大學、法國原子能與替代能源委員會（CEA）和里昂高等師范學院研究人員近期合作研發了一種創新型閃爍氣凝膠。這種材料能夠實時、高靈敏度地測量特定放射性氣體，可為核電廠安全監測提供關鍵技術支持。該研究成果已刊登在2024年9月2日出版的《自然光子學》雜志上。
氚、氪-85和碳-14是核電機組運行和放射性廢物處理過程中最常見的氣態放射性核素。雖然這些核素不會造成重大危害，但對它們的準確檢測對于監測核電機組正常運行狀態和預防事故發生至關重要。然而，這些純β發射體的檢測一直是個技術難題。現有檢測技術基于氣液混合或氣氣混合原理，存在成本高、操作繁瑣、難以快速區分核素等不足。
研究團隊開發的這項新技術基于氣固混合原理，突破了傳統方法的限制。他們合成了一種由閃爍材料納米粒子組成的特殊氣凝膠，這種材料具有高度多孔結構，固體含量僅15%，卻能保持良好的透明度。當放射性氣體與氣凝膠接觸時，放射性衰變產生的電子能量被轉化為可見光，并被高靈敏度系統即時捕獲和測量。這種方法可以實時區分和測量不同能量的純β發射，如氚和氪-85。實驗結果表明，對氚的檢測效率達20%，對氪接近100%。這種氣凝膠還具有可重復使用、廢物產生少等優點。其應用前景廣闊，不僅適用于氚和氪-85，還可能擴展到其他β發射核素的檢測，如碳-14、氙-133和氬-37，在民用、醫療和軍事領域都有廣闊應用前景。作為歐洲“用于放射性檢測的閃爍多孔結構”（SPARTE）項目的重要成果，這項研究已申請多項專利。
