Idealny czujnik promieniowania

Idealny czujnik promieniowania

Laboratoria z Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych i RPA rozpoczęły współpracę w ramach trzyletniego projektu mającego na celu stworzenie lepszych detektorów promieniowania do zastosowania na lotniskach i w portach. Tematyka badań zbiega się z najnowszym raportem Międzynarodowej Agencji Atomistyki (IAEA), który wspomina o 149 odnotowanych przypadkach nielegalnego wniesienia materiałów radioaktywnych w 2006 roku.

Zespół, pod przewodnictwem Imperial College Londyn, będzie poszukiwał lepszych materiałów, które zastąpią te używane obecnie. Mają nadzieję znaleźć taką kompozycję, która pozwoli wykryć nawet śladowe ilości promieniowania i szybko zasygnalizuje zaistnienie takowego poprzez lampkę sygnalizującą.

Niektóre z obecnie wykorzystywanych materiałów, takie jak domieszkowany tytanem jodek sodu, zapewniają taki stan rzeczy przynajmniej w dużej części. Gdy kryształ jodku sodu wykryje promieniowanie radioaktywne, emituje jasne niebieskie światło. Naukowcy wierzą, że znajdą taką kombinację materiałów, która będzie nie tylko jasna, ale i gęsta tak, by móc wykryć nawet super przenikające promieniowanie gamma.

Naukowcy spędzą najbliższe trzy lata na zapoznaniu się z naturą ich elektronów kompozycji oraz z lokalnym środowiskiem jonów w strukturze krystalicznej. Będą również badać tendencje materiałów do ‘popełniania błędów’ w detekcji z uwagi na fakt uwięzienia elektronów w defektach struktury kryształu.

”Uwięzienie elektronu niszczy skuteczność detektora. Nie zapali on lampki sygnalizacyjnej dość jasno, albo zrobi to zbyt późno.” – powiedział Robin Grimes z Imperial College.

Urządzenia muszą również wykrywać relatywnie małe ilości materiałów radioaktywnych. Na przykład, potrzeba było 10 kilogramów uranu 235, do skonstruowania chińskiej, czy pakistańskiej broni pierwszej generacji. Natomiast jak pokazuje śmierć Aleksandra Litwinienki w Londynie w zeszłym roku, nawet jeden mikrogram polonu 210 może być groźny.

Wyzwanie, jakie stoi przed wszystkimi konstruowanymi detektorami, to zdolność do rozróżnienia pomiędzy radioaktywnymi produktami wykorzystywanymi komercyjnie, jak: medyczne radioizotopy, czujniki dymu, ceramiczne naczynia, oraz potencjalnie groźnymi materiałami nuklearnymi, jak: cez, stront, uran, czy pluton, które mogą posłużyć terrorystom do konstrukcji bomb.

„Może sprawić niektórym materiałom nie lada trudność wykrycie różnicy pomiędzy amerykiem, stosowanym w czujnikach dymu, a plutonem, gdyż są one w tej samej części układu okresowego. Ameryk jest 95, a pluton 94,” – powiedział Grimes. „Jednakże w rzeczywistości emitują one różne długości fal, więc, przynajmniej w teorii, jest możliwe ich rozróżnienie.”

Grimes z nadzieją wyraża się o tym trzyletnim programie. „Chciałbym wierzyć, że uda nam się znaleźć optymalny materiał,” – mówi. „Jednakże myślę, iż nawet ważniejsze jest pokazać, że takie prace są możliwe tak, by inni ludzie mogli szukać w ten sam sposób i znaleźć wreszcie ten optymalny materiał do detekcji promieniowania.”

(lk)