美國密歇根大學(xué)工程學(xué)院與保羅謝勒研究所聯(lián)合研究團(tuán)隊開發(fā)出一種新型輻射探測方法。該方法在直升機(jī)六秒飛越過程中，即可準(zhǔn)確識別單一或混合放射性來源，相關(guān)成果已發(fā)表于《自然·通訊》。

研究采用基于物理的貝葉斯框架，將輻射源定位精度控制在兩米以內(nèi)，活度估算值與真實值相差兩個百分點以內(nèi)。這一細(xì)節(jié)水平遠(yuǎn)超以往方法。在反應(yīng)堆熔毀或核裝置爆炸等放射應(yīng)急場景中，空中測量往往是進(jìn)入危險區(qū)域的唯一途徑，快速獲取的輻射數(shù)據(jù)可協(xié)助救援人員制定疏散、避難或發(fā)放碘化鉀等防護(hù)決策。

傳統(tǒng)方法面臨的主要挑戰(zhàn)是信號在傳輸至探測器途中發(fā)生散射模糊。每種放射性物質(zhì)發(fā)射特定能級的伽馬射線形成獨特“指紋”，但在穿越空氣和飛機(jī)結(jié)構(gòu)時，伽馬射線會與介質(zhì)碰撞導(dǎo)致能量偏移、指紋模糊。此外，單次飛越只能捕獲極少量伽馬射線，需依賴全譜分析將模糊數(shù)據(jù)與預(yù)測模板匹配。而生成這些模擬能量譜模板的計算通常耗時數(shù)小時至數(shù)天，難以滿足災(zāi)害現(xiàn)場無時間校準(zhǔn)的緊急需求。

新方法通過將伽馬射線的傳播路徑拆分為大氣散射與機(jī)載散射兩部分，大幅縮短模擬時間。大氣散射計算納入氣溫、濕度等因素，機(jī)載散射部分則使用針對測試所用直升機(jī)型號預(yù)計算的數(shù)學(xué)函數(shù)。研究主要作者、密歇根大學(xué)核工程與放射科學(xué)博士后David Breitenmoser表示，重新組織物理模型而非單純增加算力，使原本需數(shù)小時或數(shù)天的模擬可在微秒級完成。

速度的提升使得詳細(xì)的貝葉斯分析成為可能。該框架通過快速比對數(shù)千個預(yù)先預(yù)測的光譜模板與飛行中的模糊數(shù)據(jù)，持續(xù)更新統(tǒng)計置信度，從而精準(zhǔn)鎖定下方的放射性源。研究團(tuán)隊在瑞士利用搭載輻射探測器的直升機(jī)進(jìn)行了實地測試。在地面放置已知放射源（含混合源）的情況下，直升機(jī)在距地30米高度進(jìn)行單程飛越，該方法即使在信號微弱且嚴(yán)重畸變時，仍能準(zhǔn)確測定放射性核素種類、活度及位置。

Breitenmoser指出，速度與定量細(xì)節(jié)的結(jié)合將使空中測量在應(yīng)急響應(yīng)與常規(guī)監(jiān)測中更具實用價值。除應(yīng)急場景外，該技術(shù)還可應(yīng)用于核設(shè)施周邊的常規(guī)輻射監(jiān)測、環(huán)境修復(fù)以及礦產(chǎn)勘探調(diào)查。本研究部分獲得瑞士聯(lián)邦核安全監(jiān)察局資助。

資料來源：University of Michigan College of Engineering；原文發(fā)布日期：2026-10-26。本文為資料編譯。