“核能之灯”你听说过吗！

它能否点亮万家灯火？

电灯，从19世纪被发明以来，已经走进千家万户。但有没有不使用热能或电能，就可以让灯“自主发光”的技术呢？有，这就是“核能之灯”。

近日，中核集团中国原子能科学研究院成功自主研发AIE（聚集诱导发光）同位素光源，其技术性能达到预期设计指标并在应用试验中工作状态良好，标志着我国已全面掌握同位素光源研制技术并达到国际先进水平。该研究成果推动我国同位素光源自主研发体系建设向前迈进了一大步，对促进我国同位素技术学科发展、拓展同位素光源应用、打破国外垄断具有重要意义。

“核能之灯”

究竟是什么原理？

说起近日成功自主研发的聚集诱导发光同位素光源，中核集团原子能院高级工程师、基于聚集诱导效应的同位素辐致发光项目负责人李思杰就联想到诸葛亮在五丈原所设的“七星灯”。

李思杰：读过《三国》的人都会有一个幻想，就是希望诸葛亮在五丈原所点的“七星灯”是不灭的……

电视剧《三国演义》中的“七星灯”主灯

按照诸葛亮所说，“若七日内主灯不灭，吾寿可增一纪”，多少人看到此处都暗暗祈祷。李思杰说，如果他们研发的这盏“核能之灯”能够穿越到《三国演义》中，或许“三国历史”也就此改写。

李思杰：无论风吹雨打，还是酷热霜冻、四季更迭，都不会影响它的正常发光，正好符合我们心中诸葛亮需要的那盏不灭“七星灯”。它的工作原理，简单来说，就是利用放射性物质衰变释放的射线来轰击发光材料，材料内的特定原子或分子被激发，电子跃迁到高能级，在电子退激的时候，也就是从高能级跃迁回低能级的时候，释放出可见光，不同的特定原子或分子释放出不同颜色的光。

这盏“核能之灯”

能在什么场景使用？

很多朋友会问，自从19世纪最伟大的发明之一——电灯问世后，“长明灯”对人类来讲就已然不是奢望；那么，这盏“原子灯”和我们熟知的日光灯，又有哪些区别呢？李思杰说，最大的区别就在于能量传输和转换方式的不同。

李思杰：同位素光源是利用放射性物质衰变产生的粒子来激发荧光材料发光，是不需要外界电源的，可以自发地进行；而日光灯是利用其内部产生的紫外线来激发荧光材料发光，是需要外界电源的。相比较而言，同位素光源更为简单可靠和小巧，但是亮度不会太高，更适合作为夜间的野外指示光源。

自主研发的新型辐致发光材料

据介绍，这盏“核能之灯”如今还处于科研试制阶段，后续，将非常有望推向市场，走进千家万户。那么，具体来讲，同位素光源可以应用在哪些场景下呢？李思杰说：

李思杰：同位素光源是黑暗条件下小视野指示或照明的自发光光源。可以用到地下隧道、矿井、建筑物逃生标志牌的应急指示照明，或者手表、仪表盘的夜光背板。现在手表的夜光需要靠光能去激发它，把能量储存在其内部，到晚上释放出来，持续的时间不会太长，几个小时就不亮了；而我们的，会性能一直很稳定地亮下去。等这项技术成熟以后，处于豁免活度的同位素光源是能走进千家万户的。

“核能之灯”能亮多久？

安全吗？

“一直很稳定地亮下去”，是不是说传说中真正意义上的“长明灯”就此诞生呢？中核集团原子能院研究员李鑫指出，这种同位素光源制作成功后就一直稳定发光，直到同位素衰变到亮度不可见，或者发光材料的性能降低到不可见为止。而这个期限，至少是十年。

李鑫：在放射性同位素整个衰变周期内，它会一直自发进行放射性衰变来释放出粒子，这个过程是不会受到外界的任何物理、化学因素的影响而发生改变的，也就是说在10年内整个光源都是会发光的，只是亮度随着放射性物质的衰变而逐渐降低，10年期限的“长明灯”是很容易实现的。

AIE（聚集诱导发光）同位素光源

提到放射性，或许很多朋友又要“谈核色变”了。李鑫解释说，如今我国自主研发的这种聚集诱导发光同位素光源所选择的特定放射性同位素，产生的辐射极其微弱，不会对人体产生影响。

李鑫：同位素光源的安全我们最为重视，我们使用的是低能的放射性同位素——贝塔衰变的同位素。这种核素衰变的放射性能量，会在发光材料内部全部被吸收，并被转化成光能。大众经常接触到的是x射线和伽马射线，贝塔粒子的射程会非常短，很容易屏蔽，产生的外辐射非常微弱，使用起来也不会对人体产生危害。

我国同位素光源自主研发

由此向前迈进一大步

李鑫指出，他们自主研发出高效聚集诱导发光同位素光源，标志着我国已全面掌握同位素光源研制技术并达到国际先进水平。这项研究成果推动我国同位素光源自主研发体系建设向前迈进了一大步，对促进我国同位素技术学科发展、拓展同位素光源应用、打破国外垄断具有重要意义。

李鑫：它解决了我们国家同位素光源领域的技术难题，一个就是之前我们的辐光效率转换还不是太高，第二个就是无法自主化生产，因为国外拥有了同位素光源的商标权和专利权，从材料体系、制备工艺和使用标准上，都是国外说了算。我们创新思路，绕开了国外以无机材料为主体的同位素光源技术路线，以设计和开发辐致聚集诱导有机发光材料为突破口，成功避开了国外专利的束缚，开辟出了一条全新的同位素光源技术路线。

自主开发的首款同位素光源数据集成软件

李鑫表示，科研团队最大的希望，就是让这项打破国外束缚的研究成果能够在未来更好服务于大众。他说，虽然不能做到耀眼夺目，但如果有一个夜晚，抬头可仰望澹澹星河，远眺能望见“核能之灯”的荧荧灯火，那将是所有核科技工作者最大的幸福。

李鑫：我们的目标当然是能够做好，让更多的人来用。我们会针对新型同位素光源进一步开展应用基础研究，在可靠性、安全性和稳定性等方面继续进行测试和验证，扩展其使用的范围，形成更多可以应用于广大民众的产品。如果条件允许，希望我们自主研发的同位素光源可以在夜晚，点亮我们祖国的每一个角落。