近日，原子能院核技術(shù)綜合研究所成功自主研發(fā)AIE（聚集誘導(dǎo)發(fā)光）同位素光源，其技術(shù)性能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)并在應(yīng)用試驗(yàn)中工作狀態(tài)良好，輻光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11%，是設(shè)計(jì)指標(biāo)的1.1倍。這標(biāo)志著我國已全面掌握同位素光源研制技術(shù)并達(dá)到國際先進(jìn)水平。該研究成果推動我國同位素光源自主研發(fā)體系建設(shè)向前邁進(jìn)了一大步，對促進(jìn)我國同位素技術(shù)學(xué)科發(fā)展、拓展同位素光源應(yīng)用、打破國外壟斷具有重要意義。

同位素光源是將放射性能量轉(zhuǎn)換成光能的一種自發(fā)光裝置，利用放射性物質(zhì)衰變釋放的帶電粒子轟擊發(fā)光基體而發(fā)光。與其它電光源相比，同位素光源光強(qiáng)穩(wěn)定，無需外接電源和進(jìn)行維護(hù)，是黑暗條件下小視野指示或照明的優(yōu)良光源。其可適用于長期無人值守或不易通電的地方，如航海、航空等儀表盤的夜間數(shù)據(jù)讀取，室內(nèi)外指示標(biāo)志、輻光伏同位素電池的光源組件等，在國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)等多個重要領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。原子能院研制的AIE同位素光源采用新型聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料，代替了傳統(tǒng)的熒光粉材料，為提高同位素光源的輻光轉(zhuǎn)換效率、實(shí)現(xiàn)我國同位素光源的自主創(chuàng)新提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前同位素光源中最常用的放射性核素是氚，其發(fā)光裝置的使用壽命長達(dá)10年以上。

通過開展“基于聚集誘導(dǎo)效應(yīng)的同位素輻致發(fā)光”基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，原子能院取得諸多原創(chuàng)性成果。在國內(nèi)首次形成面向輻致發(fā)光的AIE分子的設(shè)計(jì)方法；結(jié)合放射源輻射特性初步建立了AIE輻致發(fā)光數(shù)學(xué)模型并通過驗(yàn)證；建立了AIE輻致發(fā)光材料庫，并將其應(yīng)用于同位素光源的發(fā)光層；自主研發(fā)了首款適用于同位素光源的數(shù)據(jù)軟件，可用于同位素光源的數(shù)據(jù)調(diào)用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真；在國內(nèi)首次將超材料的微觀結(jié)構(gòu)與同位素光源相結(jié)合，為進(jìn)一步提高輻光轉(zhuǎn)換效率提供了新的技術(shù)途徑。

自主研發(fā)的新型輻致發(fā)光材料

自主開發(fā)的首款同位素光源數(shù)據(jù)集成軟件

下一步，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將把AIE同位素光源集成應(yīng)用于有源光學(xué)傳感系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)高靈敏、高集成、低損耗的信息探測，對于微機(jī)電系統(tǒng)和微型傳感器領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與應(yīng)用具有重要意義。