基于 CMOS 传感器的低成本饮用水铅检测技术探索

据估计，中低收入国家有 2600 万人面临铅暴露风险，且铅摄入无安全阈值。放射性检测法在风险地区不易获得，因此亟需一种低成本且易用的传感器。$\textrm{Pb}$ 伴生有衰变能量在 $10$ 至数百 \SI{100}{\kilo\electronvolt} 及以上范围的放射性同位素痕量。此类能量可在硅传感器中探测。我们测试了一款为光学波长优化的科学 CMOS（Neo 5.5 sCMOS）作为 $0$ 至几十 keV 范围辐射的 $\gamma$ 探测器。我们发现对于 < 1.4h 的测量，可探测的 $^{241}\textrm{Am}$ 最小衰变速率为 20 Bq。优化分析软件有望在相同测量时间内探测更低速率。我们确认 Neo 5.5 sCMOS 可测量 $^{241}\textrm{Am}$ 衰变谱线。此外我们展示，通过煮沸减少水体积可富集水中放射性同位素浓度。利用科学 CMOS 传感器所获得的知识将迁移至商用硅传感器，如智能手机中的芯片。