贫铀是核燃料制作过程中的副产物，其放射性比一般天然铀低，贫铀的安全处置与回收利用是保障核能发展与环境安全的重要方式。因此，科研工作者们一直努力探索贫铀的新应用，并发现铀在很多方面具有优良的性质，如单分子磁体、超导体、光催化、电催化以及环境去污材料等。苏州大学放射医学与交叉科学研究院核能环境化学中心王殳凹教授团队进行了长期的实验与探索，发现铀的金属有机骨架材料可作为高灵敏度辐照剂量计，成果发表于Angewandte Chemie InternationalEdition，题为“New PotentialApplication of Depleted Uranium: Highly Sensitive Detection of IonizingRadiations by a Photoluminescent Uranyl organic Framework”。众所周知，自然或者人造放射源对人类健康有着潜在的威胁，近年来辐射安全受到越来越多的关注。目前，由于传统的辐射探测技术存在着种种不足，发展全新的辐射探测技术显得越发重要。该工作利用草酸和丁二酸配体与铀酰成功构筑了一个三维UOF单晶化合物并将其应用于辐射剂量探测，推动了辐射探测技术的发展，开辟了贫铀的又一新应用。
图1. UOF单晶结构及铀酰荧光淬灭机制
将硝酸铀酰和草酸以及丁二酸在水溶液中混合，140℃条件下得到纯相UOF晶体（量子产率为0.49），并具有很好的化学稳定性。研究发现该晶体荧光会被UV，X射线以及gamma射线淬灭, 通过EPR和单晶数据的测定发现，晶体受到射线照射后会产生自由基，并且平面铀酰氧的平均键长缩短了大约0.006 Å，相邻铀原子的距离缩短了0.021 Å。因此，照射后整个晶体骨架发生收缩，使得铀酰的荧光发生淬灭。
图2. X射线和gamma射线探测实验
X射线和gamma射线探测实验，发现对X射线的检测下限为5.2 × 10-4 Gy，对gamma射线的检测下限为1.64 × 10-4 Gy。与目前最好的化学剂量计比较，该UOF材料对gamma射线的检测下限降低了大约2个数量级。因此，该材料在辐射探测领域具有很好的应用前景。
苏州大学放射医学及交叉科学研究院谢健与王亚星博士为本论文共同第一作者。王殳凹教授为通讯作者。合作单位有中国科学院强磁场科学中心，佛罗里达州立大学及Argonne国家实验室。该工作得到了国家自然科学基金委员会优秀青年基金、中组部“青年千人计划”和江苏省杰出青年基金、科工局国防基础科研科学挑战计划的资助。
