納米管使放射性傳感器退出歷史舞臺
在美國國土安全部先進研究計劃局的贊助下，美國小企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)合同的接收人表示，利用納米管場發(fā)射來取代放射性同位素實現(xiàn)的“綠色”煙幕報警離子發(fā)生器，就可以消除“臟彈”材料的源頭。
位于美國德州奧斯汀的Applied Nanotech公司以及位于馬薩諸塞州Bedford的Sionex公司目前從美國國土安全部獲得了基金支持，以利用碳納米管陣列產生的電子場發(fā)射來生產微型、安全、高性能的傳感器，從而取代利用放射性同位素制成的粒子阿爾法射線。
“我們認為，在諸如煙霧探測器、工業(yè)傳感器、醫(yī)療設備、國土安全應用以及其它應用中，碳納米管發(fā)射器能夠取代放射性材料，” Applied Nanotech的科學家Richard Fink表示。
在許多美國家庭中，科學家發(fā)現(xiàn)各種各樣煙霧報警器以及其它氣相探測器中存在高達1毫克的放射性镅-241。大約1/5毫克的镅被用于把煙霧探測器中的空氣離子化。然而，只要1毫克就足以讓處理它的人面臨危險；10毫克至100毫克就足以制造“臟彈”，1公斤镅就足以用來制造一顆原子彈！
為了停止在我們的國土上繼續(xù)使用像鎳-63和镅-241這樣的半衰期分別為100年和432年的放射性材料，美國核管理委員會、國家研究委員會以及美國國土安全部先進研究計劃局全部都投資于在煙霧報警、醫(yī)療診斷以及研究設備中替代放射性同位素的“綠色”材料的研究。
Applied Nanotech和Sionix的聯(lián)合開發(fā)努力的目標是，利用碳納米管發(fā)射器提供把樣本離子化的一種安全、廉價、高性能的替代方法，從而集成在各種離子遷移率頻譜儀的氣流通道前面。Applied Nanotech和Sionix聲稱已經在原理上證明，碳納米管發(fā)射器不必采用放射性材料，就能夠完成所有必需的離子化以及辨認步驟。
把氣體分子離子化的原理
離子遷移率頻譜儀的工作原理是，當氣體分子通過傳感器時，氣體分子被離子化，然后，通過它們的原子重量對它們進行辨別。在對樣本進行離子化之后，各個帶電分子通過漂移管被吸引在一起，在漂移管中這些分子根據(jù)它們的原子重量展開，從而允許那個位置來揭示他們對一體化探測器的特征。Applied Nanotech公司的碳納米管取代放射性材料完成了離子化的步驟，從而利用Sionex公司的一體化微分遷移率頻譜儀(DMS)來安全地分離和探測氣體粒子。
碳納米管采取集中電場的方法來完成離子化的步驟，類似于閃電棒的原理，從而允許在室溫以及大氣壓力下發(fā)射電子。當電子通過空氣樣本時，它們把氣體分子離子化，因此，提供使它們被吸引至傳感器以及探測器所需要的電荷。碳納米管可能根據(jù)特殊傳感器的需要而給予正電離或負電離。
位于美國德州奧斯汀的Applied Nanotech公司以及位于馬薩諸塞州Bedford的Sionex公司目前從美國國土安全部獲得了基金支持，以利用碳納米管陣列產生的電子場發(fā)射來生產微型、安全、高性能的傳感器，從而取代利用放射性同位素制成的粒子阿爾法射線。
“我們認為，在諸如煙霧探測器、工業(yè)傳感器、醫(yī)療設備、國土安全應用以及其它應用中，碳納米管發(fā)射器能夠取代放射性材料，” Applied Nanotech的科學家Richard Fink表示。
在許多美國家庭中，科學家發(fā)現(xiàn)各種各樣煙霧報警器以及其它氣相探測器中存在高達1毫克的放射性镅-241。大約1/5毫克的镅被用于把煙霧探測器中的空氣離子化。然而，只要1毫克就足以讓處理它的人面臨危險；10毫克至100毫克就足以制造“臟彈”，1公斤镅就足以用來制造一顆原子彈！
為了停止在我們的國土上繼續(xù)使用像鎳-63和镅-241這樣的半衰期分別為100年和432年的放射性材料，美國核管理委員會、國家研究委員會以及美國國土安全部先進研究計劃局全部都投資于在煙霧報警、醫(yī)療診斷以及研究設備中替代放射性同位素的“綠色”材料的研究。
Applied Nanotech和Sionix的聯(lián)合開發(fā)努力的目標是，利用碳納米管發(fā)射器提供把樣本離子化的一種安全、廉價、高性能的替代方法，從而集成在各種離子遷移率頻譜儀的氣流通道前面。Applied Nanotech和Sionix聲稱已經在原理上證明，碳納米管發(fā)射器不必采用放射性材料，就能夠完成所有必需的離子化以及辨認步驟。
把氣體分子離子化的原理
離子遷移率頻譜儀的工作原理是，當氣體分子通過傳感器時，氣體分子被離子化，然后，通過它們的原子重量對它們進行辨別。在對樣本進行離子化之后，各個帶電分子通過漂移管被吸引在一起，在漂移管中這些分子根據(jù)它們的原子重量展開，從而允許那個位置來揭示他們對一體化探測器的特征。Applied Nanotech公司的碳納米管取代放射性材料完成了離子化的步驟，從而利用Sionex公司的一體化微分遷移率頻譜儀(DMS)來安全地分離和探測氣體粒子。
碳納米管采取集中電場的方法來完成離子化的步驟，類似于閃電棒的原理，從而允許在室溫以及大氣壓力下發(fā)射電子。當電子通過空氣樣本時，它們把氣體分子離子化，因此，提供使它們被吸引至傳感器以及探測器所需要的電荷。碳納米管可能根據(jù)特殊傳感器的需要而給予正電離或負電離。
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