CN109239756A - 一种电离辐射检测方法和传感器 - Google Patents

一种电离辐射检测方法和传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN109239756A
CN109239756A CN201811149968.5A CN201811149968A CN109239756A CN 109239756 A CN109239756 A CN 109239756A CN 201811149968 A CN201811149968 A CN 201811149968A CN 109239756 A CN109239756 A CN 109239756A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon nano
nano pipe
overlength carbon
ionising radiation
overlength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811149968.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109239756B (zh
Inventor
魏飞
白云祥
张如范
张申力
岳鸿杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201811149968.5A priority Critical patent/CN109239756B/zh
Publication of CN109239756A publication Critical patent/CN109239756A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109239756B publication Critical patent/CN109239756B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/1606Measuring radiation intensity with other specified detectors not provided for in the other sub-groups of G01T1/16

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电离辐射检测方法和传感器,该电离辐射检测方法包括:在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。本发明提供的方案有效地提高电离辐射检测的灵敏性。

Description

一种电离辐射检测方法和传感器
技术领域
本发明涉及电离辐射检测技术领域,特别涉及一种电离辐射检测方法和传感器。
背景技术
在大量科技和社会活动中,从微电子学到环境安全、从石油工业、采矿到医疗设备,对电离辐射的检测是必不可少的。目前,电离辐射(其包括直接或间接电离粒子,如质子、中子、电子、α粒子、β粒子、X射线以及γ射线)的检测方式,主要是将电离辐射直接或间接转换成电信号,并将电信号供给光电二极管(如雪崩光电二极管)或光电倍增管,根据光电二极管或光电倍增管的状态变化,确定电离辐射的存在。在将电离辐射直接或间接转换成电信号的过程中,会产生能量损耗,而且光电二极管或光电倍增管会产生噪声,该噪声可损害分辨率,造成电离辐射检测的灵敏度较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种电离辐射检测方法和传感器,实现了对电离辐射的检测,由于eV级别的电离辐射即可使超长碳纳米管中C-C键发生转换或断裂,而超长碳纳米管中任意一个C-C键发生转换或断裂,均可使超长碳纳米管断裂或者整体崩塌,本发明提供的方案基于电离辐射使超长碳纳米管断裂,而确定待检测空间具有电离辐射,整个过程不会对电离辐射有任何的损耗,灵敏度较高,而且检测过程比较简单。
一种电离辐射检测方法,包括:
在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;
通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;
将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;
通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
优选地,
所述超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,包括:
直接在所述基底上生长所述超长碳纳米管;
通过调控生长所述超长碳纳米管的反应条件,拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
优选地,
所述超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,包括:
通过探针将所述超长碳纳米管转移至所述基底上;
并通过探针拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
优选地,
所述狭缝的宽度为0.2mm~2mm。
优选地,
所述基底为表面附有氧化层的硅材料。
优选地,
在所述将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中之后,在所述通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管之前,进一步包括:
在待检测空间内,通过所述基底的空间移动,带动粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管移动。
一种电离辐射检测传感器,包括:供电电源、二极管指示灯以及电源开关,其中,
所述供电电源的一个电极包含有超长碳纳米管,用于当所述电源开关闭合时,为所述二极管指示灯供电;
当所述供电电源位于待检测空间,所述电源开关处于闭合,所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
优选地,
所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度。
优选地,
所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
优选地,
连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。
一种电离辐射检测传感器,包括:供电电源、二极管指示灯、电源开关以及可替换电子元件,其中,
所述供电电源,用于当所述电源开关闭合时,为所述二极管指示灯供电;
所述可替换电子元件包含有超长碳纳米管,设置于所述供电电源、所述电源开关以及所述二极管指示灯构成的闭合电路上;
当所述可替换电子元件位于待检测空间,所述电源开关处于闭合,所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
优选地,
所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度。
优选地,
所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
优选地,
连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。
上述任一所述的电离辐射检测传感器的检测方法,包括:
将电源开关处于闭合状态的所述电离辐射检测传感器置于待检测空间内;
当所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
本发明实施例提供了一种电离辐射检测方法和传感器,该电离辐射检测方法和传感器是基于eV级别的电离辐射即可使超长碳纳米管中C-C键发生转换或断裂,而超长碳纳米管中任意一个C-C键发生转换或断裂,均可使超长碳纳米管断裂或者整体崩塌。通过观测超长碳纳米管断裂或者整体崩塌,该观测可通过光学显微镜实现,或者利用超长碳纳米管的导电性,即超长碳纳米管作为一个闭合回路的一部分,一旦超长碳纳米管断裂或者整体崩塌,该闭合回路将断电,使得闭合回路中的二极管指示灯熄灭,整个过程不会对电离辐射有任何的损耗,灵敏度较高,而且检测过程比较简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种电离辐射检测方法的流程图;
图2是本发明一个实施例提供的具有纳米颗粒的超长碳纳米管的结构图;
图3是本发明一个实施例提供的探针拉伸超长碳纳米管的示意图;
图4是本发明一个实施例提供的光学显微镜观测到的断裂前的超长碳纳米管的图;
图5是本发明一个实施例提供的光学显微镜观测到的断裂后的超长碳纳米管的图;
图6是本发明一个实施例提供的一种电离辐射检测传感器的结构示意图;
图7是本发明一个实施例提供的一种电离辐射检测传感器的结构示意图;
图8是本发明一个实施例提供的一种电离辐射检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种电离辐射检测方法,该方法可以包括以下步骤:
步骤101:在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;
步骤102:通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;
步骤103:将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;
步骤104:通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
其中,超长碳纳米管可利用申请号为201010586433.1、201210260099.X、201510358935.1、201710128785.4、201711066679.4的专利文件中提供的制备方法进行制备,在此不再赘述。
其中,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长的纳米颗粒可以为二氧化钛纳米颗粒、氧化锡纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化钨纳米颗粒等,下面以生长氧化钛纳米颗粒为例进行说明。
将四氯化钛溶液以可控的方式倒入烧杯中,此时四氯化钛溶液会立即挥发和水解,烧杯会瞬间产生大量白色烟雾,将跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管与白色烟雾接触几秒,即可在超长碳纳米管上生长成二氧氧化钛纳米颗粒。该生长纳米颗粒的目的是为了能够在光学显微镜下观察到超长碳纳米管。具有纳米颗粒的超长碳纳米管的结构如图2所示。
即实现上述电离辐射检测方法的基础为电离辐射能够使超长碳纳米管断裂或崩塌。
在图1所示的实施例中,通过在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。该电离辐射检测方法基于eV级别的电离辐射即可使超长碳纳米管中C-C键发生转换或断裂,而超长碳纳米管中任意一个C-C键发生转换或断裂,均可使超长碳纳米管断裂或者整体崩塌。通过观测超长碳纳米管断裂或者整体崩塌,该观测可通过光学显微镜实现,整个过程不会对电离辐射有任何的损耗,灵敏度较高,而且检测过程比较简单。
上述超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面具体实现方式可以有两种。一种为直接在所述基底上生长所述超长碳纳米管,通过调控生长所述超长碳纳米管的反应条件,拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。该直接生长的方式仍可采用申请号为201010586433.1、201210260099.X、201510358935.1、201710128785.4、201711066679.4的专利文件中提供的制备方法进行制备。另一种为通过探针将所述超长碳纳米管转移至所述基底上,并通过探针拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。对于该过程可以利用精密探针台系统进行超长碳纳米管转移。另外,在进行转移之前需要在超长碳纳米管上生长纳米颗粒,以方便操作。
其中,针对通过探针将所述超长碳纳米管转移至所述基底上,并通过探针拉伸所述超长碳纳米管步骤来说,上述步骤102:通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒可在通过探针将所述超长碳纳米管转移至所述基底上,并通过探针拉伸所述超长碳纳米管之前进行,以方便探针操作所述超长碳纳米管。
其中,通过探针拉伸超长碳纳米管的示意图如图3所示。
该超长碳纳米管的初始张力、自身拉伸强度、初始应变以及自身断裂伸长率可以通过拉曼光谱仪进行检测,其中,拉伸后的超长碳纳米管的初始张力跟拉曼光谱的G峰频率位移成正比;也可以用声波共振测试超长碳纳米管的共振频率,然后用共振频率公式计算拉伸后的超长碳纳米管的初始张力或者初始应变。
在本发明另一实施例中,为了避免基底对断裂或崩塌的超长碳纳米管的干扰,同时保证超长碳纳米管跨越所述狭缝,所述狭缝的宽度为0.2mm~2mm。
在本发明另一实施例中,该基底选择表面附有氧化层的硅材料,该表面附有氧化层的硅材料具有耐高温性能,在直接在所述基底上生长所述超长碳纳米管过程中,可以保证基底的稳定性,另外,基底选择表面附有氧化层的硅材料,也便于对超长碳纳米管的表征。
在本发明另一实施例中,为了能够提高检测的准确性,实现对待检测空间中单束电离辐射的检测,在所述将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中之后,在所述通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管之前,可进一步包括:在待检测空间内,通过所述基底的空间移动,带动粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管移动。
上述待检测空间可以为任意大小的空间,只要基底能够进入的空间都可以检测,比如机场的安全区、医疗设备中的辐射区间、医疗设备外面隔离区等等。
通过用不同的电离辐射发现,等离子体产生的能量为27eV的电离辐射即可使超长碳纳米管的C-C键断裂,从而使超长碳纳米管断裂或崩塌;能量为284eV的X射线照射超长碳纳米管,能够使超长碳纳米管断裂或崩塌;能量为10eV的电子束照射超长碳纳米管,能够使超长碳纳米管断裂或崩塌等等,因此,本发明提供的电离辐射检测方法大大提高了检测的灵敏度。另外,在电离辐射下,超长碳纳米管断裂或崩塌的过程只需10-15秒,即超长碳纳米管断裂或崩塌达到飞秒级。从而使整个检测的过程比较迅速。
为了能够清楚地说明上述电离辐射检测方法中,光学显微镜观测到的超长碳纳米管断裂前后的差异,在附图4和附图5中分别展示超长碳纳米管断裂前的图像和经过10eV电子束照射后超长碳纳米管断裂后的图像;从图4和图5对比,可以明显地看出,经过10eV电子束照射后,超长碳纳米管已完全断裂或崩塌。
如图6所示,本发明实施例提供一种电离辐射检测传感器,包括:供电电源601、二极管指示灯602以及电源开关603,其中,
所述供电电源601的一个电极6011包含有超长碳纳米管,用于当所述电源开关603闭合时,为所述二极管指示灯602供电;
当所述供电电源601位于待检测空间,所述电源开关603处于闭合,所述二极管指示灯602的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
其中,电极6011主要靠其包含的超长碳纳米管导电,一旦超长碳纳米管在电离辐射下断裂或崩塌,供电电源供电被中断。
另外,电极6011中包含的超长碳纳米管的根数可以根据二极管指示灯的工作电压和工作电流进行调变,以使二极管指示灯在非电离辐射时,能够正常工作。
由于超长碳纳米管断裂或崩塌的过程只需10-15秒,则图6的电离辐射检测传感器只需10-15秒即可检测出电离辐射,即电离辐射检测传感器检测电离辐射的速度达到飞秒级,大大提高了检测效率。
另外,通过检测发现,该图6的电离辐射检测传感器能够检测出eV级的X射线产生的电离辐射、γ射线产生的电离辐射以及等离子体产生的电离辐射等。
在本发明另一实施例中,为了能够进一步提高电离辐射检测传感器检测的准确性和灵敏度,所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度;或者,所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。该超长碳纳米管的初始张力或者初始应变可在超长碳纳米管制备过程中,通过调控生长所述超长碳纳米管的反应条件而实现。
该超长碳纳米管的初始张力、自身拉伸强度、初始应变以及自身断裂伸长率可以通过拉曼光谱仪进行检测,其中,拉伸后的超长碳纳米管的初始张力跟拉曼光谱的G峰频率位移成正比;也可以用声波共振测试超长碳纳米管的共振频率,然后用共振频率公式计算拉伸后的超长碳纳米管的初始张力或者初始应变。该超长碳纳米管的初始张力也可通过探针拉伸该超长碳纳米管的方式获得。
在本发明另一实施例中,为了能够进一步提高电离辐射检测传感器检测的准确性和灵敏度,连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。
如图7所示,本发明实施例提供一种电离辐射检测传感器,包括:供电电源701、二极管指示灯702、电源开关703以及可替换电子元件704,其中,
所述供电电源701,用于当所述电源开关703闭合时,为所述二极管指示灯供电;
所述可替换电子元件704包含有超长碳纳米管,设置于所述供电电源701、所述电源开关703以及所述二极管指示灯702构成的闭合电路上;
当所述可替换电子元件704位于待检测空间,所述电源开关703处于闭合,所述二极管指示灯702的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
所述可替换电子元件中包含的超长碳纳米管的数量可以根据二极管指示灯的实际工作电压和实际工作电流进行调变,以能够维持二极管指示灯正常工作为宜。在检测电离辐射,可替换电子元件内的超长碳纳米管断裂或崩塌后,可通过替换该可替换电子元件实现电离辐射检测传感器的反复使用。
另外,除图7所示的可替换电子元件位于供电电源和电源开关之间以外,可替换电子元件还可以位于供电电源和二极管指示灯之间,或者可替换电子元件还可以位于电源开关和二极管指示灯之间。
由于超长碳纳米管断裂或崩塌的过程只需10-15秒,则电离辐射检测传感器只需10-15秒即可检测出电离辐射,即图5的电离辐射检测传感器检测电离辐射的速度达到飞秒级,大大提高了检测效率。
另外,通过检测发现,该图6的电离辐射检测传感器能够检测出eV级的X射线产生的电离辐射、γ射线产生的电离辐射以及等离子体产生的电离辐射等。
在本发明另一实施例中,为了能够进一步提高电离辐射检测传感器检测的准确性和灵敏度,所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度;或者,所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。该超长碳纳米管的初始张力或者初始应变可在超长碳纳米管制备过程中,通过调控生长所述超长碳纳米管的反应条件而实现。
该超长碳纳米管的初始张力、自身拉伸强度、初始应变以及自身断裂伸长率可以通过拉曼光谱仪进行检测,其中,拉伸后的超长碳纳米管的初始张力跟拉曼光谱的G峰频率位移成正比;也可以用声波共振测试超长碳纳米管的共振频率,然后用共振频率公式计算拉伸后的超长碳纳米管的初始张力或者初始应变。该超长碳纳米管的初始张力也可通过探针拉伸该超长碳纳米管的方式获得。
在本发明另一实施例中,为了能够进一步提高电离辐射检测传感器检测的准确性和灵敏度,连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。即只要导线被电离辐射照射,也可引起电离辐射检测传感器的断路。
另外,上述任意一种电离辐射检测传感器均可在待检测空间内进行空间移动,以更好的检测电离辐射。
上述任一所述的电离辐射检测传感器的检测方法,如图8所示,可包括如下步骤:
步骤801:将电源开关处于闭合状态的所述电离辐射检测传感器置于待检测空间内;
步骤802:当所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
综上所述,上述各个实施例至少能够达到如下有益效果:
1.在本发明实施例中,通过在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。该电离辐射检测方法基于eV级别的电离辐射即可使超长碳纳米管中C-C键发生转换或断裂,而超长碳纳米管中任意一个C-C键发生转换或断裂,均可使超长碳纳米管断裂或者整体崩塌。通过观测超长碳纳米管断裂或者整体崩塌,该观测可通过光学显微镜实现,整个过程不会对电离辐射有任何的损耗,灵敏度较高,而且检测过程比较简单。
2.在本发明实施例中,使所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度;或者,使所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率,能够使超长碳纳米管断裂或者崩塌比较完全,从而保证了电离辐射检测的准确性和灵敏度。
3.在本发明实施例中,基底选择表面附有氧化层的硅材料,该表面附有氧化层的硅材料具有耐高温性能,在直接在所述基底上生长所述超长碳纳米管过程中,可以保证基底的稳定性,另外,基底选择表面附有氧化层的硅材料,也便于对超长碳纳米管的表征。
4.在本发明实施例中,通过在待检测空间内,通过所述基底的空间移动,带动粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管移动,实现对待检测空间中单束电离辐射的检测,同时有效地提高了检测的准确性。
5.由于在电离辐射下,超长碳纳米管断裂或崩塌的过程只需10-15秒,即超长碳纳米管断裂或崩塌达到飞秒级。因此,本发明实施例提供的电离辐射检测传感器能够快速的检测出电离辐射,即电离辐射检测传感器检测电离辐射的速度达到飞秒级,大大提高了检测效率。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个······”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电离辐射检测方法,其特征在于,包括:
在基底上设置狭缝,超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,其中,所述超长碳纳米管跨越所述狭缝;
通过自组装方式,在跨越所述狭缝的所述超长碳纳米管上生长纳米颗粒;
将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中;
通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管,如果观测到跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管发生断裂,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,包括:
直接在所述基底上生长所述超长碳纳米管;
通过调控生长所述超长碳纳米管的反应条件,拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超长碳纳米管通过范德华力粘附在所述基底表面,包括:
通过探针将所述超长碳纳米管转移至所述基底上;
并通过探针拉伸所述超长碳纳米管,以使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度,或者,使拉伸后的所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,所述狭缝的宽度为0.2mm~2mm。
5.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,
所述基底为表面附有氧化层的硅材料;
和/或,
在所述将粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管置于待检测空间中之后,在所述通过光学显微镜观测跨越所述狭缝的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管之前,进一步包括:
在待检测空间内,通过所述基底的空间移动,带动粘附在所述基底上的具有所述纳米颗粒的超长碳纳米管移动。
6.一种电离辐射检测传感器,其特征在于,包括:供电电源、二极管指示灯以及电源开关,其中,
所述供电电源的一个电极包含有超长碳纳米管,用于当所述电源开关闭合时,为所述二极管指示灯供电;
当所述供电电源位于待检测空间,所述电源开关处于闭合,所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
7.根据权利要求6所述的电离辐射检测传感器,其特征在于,
所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度;
或者,
所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率;
和/或,
连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。
8.一种电离辐射检测传感器,其特征在于,包括:供电电源、二极管指示灯、电源开关以及可替换电子元件,其中,
所述供电电源,用于当所述电源开关闭合时,为所述二极管指示灯供电;
所述可替换电子元件包含有超长碳纳米管,设置于所述供电电源、所述电源开关以及所述二极管指示灯构成的闭合电路上;
当所述可替换电子元件位于待检测空间,所述电源开关处于闭合,所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
9.根据权利要求8所述的电离辐射检测传感器,其特征在于,
所述超长碳纳米管的初始张力大于且小于自身拉伸强度;
或者,
所述超长碳纳米管的初始应变大于且小于自身断裂伸长率;
和/或,
连接所述供电电源、所述二极管指示灯以及所述电源开关的导线中包含有所述超长碳纳米管。
10.权利要求6至9任一所述的电离辐射检测传感器的检测方法,其特征在于,包括:
将电源开关处于闭合状态的所述电离辐射检测传感器置于待检测空间内;
当所述二极管指示灯的状态由亮变灭,则确定所述待检测空间具有电离辐射。
CN201811149968.5A 2018-09-29 2018-09-29 一种电离辐射检测方法和传感器 Active CN109239756B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811149968.5A CN109239756B (zh) 2018-09-29 2018-09-29 一种电离辐射检测方法和传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811149968.5A CN109239756B (zh) 2018-09-29 2018-09-29 一种电离辐射检测方法和传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109239756A true CN109239756A (zh) 2019-01-18
CN109239756B CN109239756B (zh) 2020-05-15

Family

ID=65054156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811149968.5A Active CN109239756B (zh) 2018-09-29 2018-09-29 一种电离辐射检测方法和传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109239756B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060202168A1 (en) * 2002-11-27 2006-09-14 William Marsh Rice University Functionalized carbon nanotube-polymer composites and interactions with radiation
CN1884058A (zh) * 2006-06-23 2006-12-27 清华大学 气凝胶碳纳米管及其制备方法和应用
CN101665249A (zh) * 2009-09-11 2010-03-10 清华大学 一种在片状材料表面制备小直径碳纳米管阵列的方法
CN102426060A (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 电子科技大学 一种太赫兹或红外微测辐射热计及其制作方法
CN103361043A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 国际商业机器公司 材料及其生产方法
WO2014143004A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Empire Technology Development Llc Radiation sensor
CN104192826A (zh) * 2014-08-19 2014-12-10 清华大学 一种提高纳米碳材料导电性的方法
CN107628626A (zh) * 2017-11-10 2018-01-26 东北石油大学 一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060202168A1 (en) * 2002-11-27 2006-09-14 William Marsh Rice University Functionalized carbon nanotube-polymer composites and interactions with radiation
CN1884058A (zh) * 2006-06-23 2006-12-27 清华大学 气凝胶碳纳米管及其制备方法和应用
CN101665249A (zh) * 2009-09-11 2010-03-10 清华大学 一种在片状材料表面制备小直径碳纳米管阵列的方法
CN102426060A (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 电子科技大学 一种太赫兹或红外微测辐射热计及其制作方法
CN103361043A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 国际商业机器公司 材料及其生产方法
WO2014143004A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Empire Technology Development Llc Radiation sensor
CN104192826A (zh) * 2014-08-19 2014-12-10 清华大学 一种提高纳米碳材料导电性的方法
CN107628626A (zh) * 2017-11-10 2018-01-26 东北石油大学 一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘方军: "辐射作用下碳纳米管阵列导电性的建模分析", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109239756B (zh) 2020-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baikie et al. Ambient pressure photoemission spectroscopy of metal surfaces
Xu et al. Fabrication of carbon quantum dots and their application for efficient detecting Ru (bpy) 32+ in the solution
Beams et al. Electroluminescence from graphene excited by electron tunneling
Valenta et al. Coexistence of 1D and quasi-0D photoluminescence from single silicon nanowires
De Falco et al. Electronic band gap of flame-formed carbon nanoparticles by scanning tunneling spectroscopy
Weng et al. A lateral ZnO nanowire photodetector prepared on glass substrate
Kumar et al. Observation of fluorescence from non-functionalized carbon nanoparticles and its solvent dependent spectroscopy
Hoang et al. Temperature dependent photoluminescence of single CdS nanowires
Shafran et al. Using the near-field coupling of a sharp tip to tune fluorescence-emission fluctuations during quantum-dot blinking
Zhao et al. A closed bipolar electrochemiluminescence sensing platform based on quantum dots: A practical solution for biochemical analysis and detection
Parashar et al. Optical rectification in a carbon nanotube array and terahertz radiation generation
Li et al. Bright electrochemiluminescent films of efficient aggregation-induced emission luminogens for sensitive detection of dopamine
Forneris et al. Electroluminescence from a diamond device with ion-beam-micromachined buried graphitic electrodes
CN109239756A (zh) 一种电离辐射检测方法和传感器
Tyagi et al. Field-emission and photo-detection characteristics of laser molecular beam epitaxy grown homoepitaxial GaN nanowall networks
Aleshin et al. Light-emitting flexible transparent paper based on bacterial cellulose modified with semiconducting polymer MEH: PPV
Wang et al. Nanoporous fluorescent sensor based on upconversion nanoparticles for the detection of dichloromethane with high sensitivity
Li et al. In situ comprehensive characterization of optoelectronic nanomaterials for device purposes
Nitti et al. Performance analysis of poly-, nano-and single-crystalline diamond-based photocathodes
Mammez et al. Field emission microscopy pattern of a single-crystal diamond needle under ultrafast laser illumination
Chu et al. Sub-band-gap photocurrent of an individual defective GaN nanowire measured by conductive atomic force microscopy
Nguyen et al. Photo-response of a nanopore device with a single embedded ZnO nanoparticle
Zhou et al. Enhanced luminescence of Si (111) surface by localized surface plasmons of silver islands
IRDE Photovoltages investigated by real-time and ultrafast pump-probe scanning electron microscopy
Ma et al. Silicon nanowires: the promoter of performance improvement of microplasma in a microcavity array device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant