Jeden materiał, by wykryć je wszystkie! Przełom naukowców w detekcji promieniowania!
Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych przebadali nowy materiał scyntylacyjny oznaczony symbolem EJ-250, który może pomóc w budowie nowoczesnych detektorów promieniowania zdolnych do jednoczesnego rozróżniania kilku typów promieniowania.
To ważny krok w kierunku tworzenia bardziej uniwersalnych, tańszych i skuteczniejszych systemów wykorzystywanych zarówno w nauce, jak i w energetyce czy monitorowaniu bezpieczeństwa radiacyjnego.
Materiały scyntylacyjne emitują krótkie impulsy światła w momencie kontaktu z promieniowaniem jonizującym. Analiza tych sygnałów pozwala określić, z jakim rodzajem promieniowania mamy do czynienia. Zespół naukowców sprawdzał, czy materiał EJ-250 może jednocześnie wykrywać i rozróżniać promieniowanie gamma, neutrony szybkie oraz neutrony termiczne. Takie rozwiązanie byłoby szczególnie cenne, ponieważ obecnie często wymaga się stosowania kilku różnych detektorów do identyfikacji różnych rodzajów promieniowania. Kluczowym elementem badań było wykorzystanie właściwości izotopu litu-6 obecnego w materiale EJ-250, który umożliwia rejestrację neutronów termicznych.
Naukowcy analizowali również sposób, w jaki różne typy promieniowania generują impulsy świetlne o odmiennym przebiegu czasowym. Dzięki zastosowaniu metody cyfrowej analizy sygnałów możliwe stało się skuteczne rozróżnianie poszczególnych rodzajów promieniowania w jednym materiale.
Szerokie zastosowanie
Badacze porównali EJ-250 z innymi materiałami wykorzystywanymi obecnie w detekcji promieniowania. Oceniano między innymi zdolność separacji sygnałów, właściwości świetlne oraz możliwość zastosowania materiału w dużych detektorach. Wyniki pokazały, że EJ-250 dobrze radzi sobie z jednoczesną identyfikacją neutronów szybkich, neutronów termicznych i promieniowania gamma, zachowując przy tym potencjał do budowy relatywnie prostych i ekonomicznych urządzeń. Znaczenie tych badań wykracza daleko poza laboratorium. Detektory oparte na tego typu materiałach mogą znaleźć zastosowanie w monitorowaniu poziomu promieniowania, systemach bezpieczeństwa, energetyce jądrowej, badaniach naukowych czy ochronie infrastruktury krytycznej. Szczególnie istotna jest możliwość budowy dużych objętościowo detektorów, które jednocześnie pozostaną tańsze i prostsze technologicznie niż wiele obecnie stosowanych rozwiązań.
Przeprowadzone analizy pokazują, że rozwój nowoczesnych materiałów scyntylacyjnych może znacząco zwiększyć możliwości współczesnych systemów detekcji promieniowania. To przykład badań, które łączą fizykę materiałową, elektronikę i technologie cyfrowe, tworząc rozwiązania mogące w przyszłości poprawić bezpieczeństwo oraz jakość pomiarów w wielu obszarach nauki i przemysłu.
Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
Czytaj też: To te komórki odpowiadają za Twój stres! Badacze z UCLA dokonali przełomu!
Grafika tytułowa: Kilian Karger / Unsplash
