Технологические разработки в радиационных детекторах повышают глобальную ядерную безопасность

Атомные электростанции могут выдерживать самые неблагоприятные погодные условия и не выделяют вредных парниковых газов. Однако торговля ядерными материалами для снабжения их топливом остается серьезной проблемой, поскольку технологии безопасности продолжают развиваться. Физики провели исследования, чтобы повысить глобальную ядерную безопасность путем улучшения детекторов излучения. По их мнению, совершенствование детекторов излучения требует выявления более качественных сенсорных материалов и разработки более разумных алгоритмов обработки сигналов детекторов.

Атомные электростанции могут выдерживать самые неблагоприятные погодные условия и не выделяют вредных парниковых газов. Однако торговля ядерными материалами для снабжения их топливом остается серьезной проблемой, поскольку технологии безопасности продолжают развиваться.

Два физика, работающие в Университете Флориды и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, Пол Джонс и Хуан Нино, провели исследования для повышения глобальной ядерной безопасности путем улучшения детекторов излучения. По их мнению, совершенствование детекторов излучения требует выявления более качественных сенсорных материалов и разработки более разумных алгоритмов обработки сигналов детекторов. Они обсуждают свою работу в журнале прикладной физики на этой неделе от AIP Publishing.

«Конечные пользователи детекторов излучения не обязательно имеют физический опыт, который позволяет им принимать решения на основе поступающих сигналов», — сказал Джонс. «Алгоритмы, используемые для стабилизации энергии и идентификации радиоактивных изотопов по спектру гамма-лучей, являются поэтому ключом к тому, чтобы сделать детекторы полезными и надежными. Когда датчики могут обеспечить лучшее разрешение сигнала, алгоритмы могут более точно информировать пользователей об источниках излучения в их среде. «.

В настоящее время ни один детектор излучения не подходит для любого применения. С учетом размера, разрешения сигнала, веса и стоимости, разработка идеального детектора оказалась серьезной проблемой.

Джонс и Нино рассмотрели список потенциальных соединений для полупроводниковых детекторов комнатной температуры, которым не требуется охлаждать датчик до криогенных температур, чтобы они могли нормально функционировать, и определили несколько основных кандидатов. При выборе между составами авторы учитывали стоимость, практичность и эффективность каждого из них.

Оценив разнообразный список из более чем 60 кандидатов в альтернативные полупроводниковые соединения, авторы пришли к выводу, что гибридный органически-неорганический перовскит — минерал, состоящий в основном из титаната кальция — обладает наибольшим потенциалом среди появляющихся соединений.

Гибридные перовскиты могут быть легко синтезированы и выращены с помощью раствора в течение всего нескольких часов или нескольких дней, в отличие от недель или месяцев, которые требуются для изготовления обычных датчиков. Их экономическая эффективность, выход и скорость производства позволяют авторам полагать, что, если их стабильность может быть улучшена, эти соединения будут в авангарде исследований полупроводниковых детекторов при комнатной температуре.

«Предотвращение использования радиоактивных материалов во вредных целях является глобальной проблемой ядерной безопасности. Оснащение сотрудников правоохранительных органов и служб быстрого реагирования наилучшими из возможных детекторов излучения является ключом к обнаружению, выявлению и, в конечном итоге, запрещению радиоактивных угроз», — сказал Джонс.

Для предотвращения ядерного терроризма, а также приобретения и использования оружия массового уничтожения необходимо продолжать обновление радиационных датчиков. Джонс и Нино с нетерпением ждут повышения глобальной безопасности путем улучшения полупроводниковых соединений при комнатной температуре.