南非成功开发矿物断层扫描仪用于钻石探测
南非约翰内斯堡大学(UJ)与金山大学和贝特曼工程公司合作,成功开发出矿物正电子断层摄影机(Mineral Positron Emission Tomography—— MineralPET) ,用于钻石矿石中钻石的识别。
该技术借鉴了医用正电子扫描技术。开发项目负责人西蒙·康奈尔教授说:“我们已经能够利用核和粒子技术获得含有钻石的岩石里的钻石图像。” 钻石是由碳组成的,但不同的煤或石墨的碳原子分布不同,这种机器可以区分出钻石和不同于钻石的材料。在南非著名的金伯利钻石矿场里,技术人员将矿石切割为直径10米左右的矿石块,并用所开发的断层扫描机对其进行扫描,以确定是否含有钻石。
这项技术的应用具有诸多优势,主要有三:一是大大降低了钻石的开采成本;二是有利于环境;三是有利于大钻石的开采和保护。据康奈尔教授说,该产品已经申请了专利,现正试图进行商业化开发。
荷兰试验新型智能路灯系统 可自动调节路灯亮度
据英国《每日邮报》近日报道,荷兰代尔夫特理工大学目前正在校园内测试一套能够自动调节亮度和诊断故障的智能路灯系统。这套系统不但比现有系统节电80%,维护费用也更为低廉。该系统中的路灯采用LED(发光二极管)照明,内置运动传感器和无线通讯系统。
其智能之处在于:当有行人或车辆靠近时,路灯会自动提高亮度;反之,当行人或车辆走远后,路灯又会自动变暗,以之前五分之一的功率继续照明。此外,这种路灯的维修也十分便捷,不再需要工人们辛苦的进行故障判断,相关故障信息会由路灯上的无线通讯系统自动发送到控制室,而后维修人员可在短时间内快速修复。
据统计,荷兰每年用在道路照明上的电费开支超过3亿欧元(4.25亿美元),除此之外,为生产这些电力,发电厂每年还会向环境中排放超过160万吨的二氧化碳。
研究人员称,代尔夫特理工大学的这项试验是对该系统的一次全面测试,根据测试结果,他们还将对系统作出一些调整。如果试验获得成功,将有望首先在英国进行应用。
据了解,英国每年花在全国750万盏路灯上的费用估计有5亿英镑(8.07亿美元)之多。有鉴于此,该国各地都在试图削减这部分开支。为节约电能,不少地方管理机构还计划在午夜后关闭农村和住宅区的路灯或将其更换成能够自动变暗的照明设备。
俄提出伽马射线激光器研发新方案
长期以来,建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道,莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案,并从理论上证明,钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。 尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础,但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中,处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数,为了得到激光,必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目,这种情况称为粒子数反转。在普通激光中,粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出,而伽马射线激光的光子是由原子核发出,也称为原子核光。
原子核光的产生至少要克服两个基本难题:一是积累一定量的同质异能原子核(能长时间保持激发态的原子核),二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说,他们利用钍元素的独特原子核结构,满足了这些要求,与外部激光的光子直接反应的是钍原子核,而不是它的电子。
研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟(LiCaAlF6)混合物,并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后,原子核跟周围的电磁场发生反应,产生了粒子数反转,使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后,原子核能够发射或吸收光子而不会反冲,能发光而不会损失能量。
塔卡利亚表示,该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是,可作为原子核频率的度量标准,即“原子核钟”。此外,该设备还可用以测试许多自然界的基本属性,如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。(常丽君)
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