Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanosensors | Nanomaterials

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Оборона Родины: Романная Технология Наблюдения Радиации Смогла Помочь Thwart Ядерный Террорисм

Published on May 2, 2012 at 6:14 AM

Волей Soutter

Сценарии Террорисма включая ядерные приборы или материалы среди тех которые причиняют большинств заботу. Для той причины, технология которая может эффектно обнаружить smuggled радиоактивные материалы учтена существенной к обеспеченности США.

Для того чтобы поддержать возможности ядерн-наблюдения нации, исследователя на Научно-исследовательском Институте Техника Грузии (GTRI) начинают пути увеличить приборы радиаци-обнаружения используемые на портах, переходах границы, авиапортах и в другом месте. Цель создать технологии которые увеличат эффективность и надежность детекторов в поле, пока также уменьшающ цену. Работа co-спонсирована Отечественным Офисом Противоядерной Защиты Отдела Безопасности Родины и Национальным фондом.

«Персонал службы безопасности США должен находиться на предохранителе против 2 типов ядерной атаки - истинные ядерные бомбы, и приборы которые изыскивают повредить людям путем разметывать радиоактивный материал,» сказал Bernd Kahn, исследователя который главным образом исследователь на проекте. «Обе из этих угроз могут успешно быть обнаружены правой технологией.»

Команда GTRI, водить co-главным образом исследователем Брентом Wagner, использует романные материалы и методы нанотехнологии для того чтобы произвести улучшенное обнаружение радиации. Исследователя начинали Nano-Фотонный Составной Детектор Сцинтилляции, прототип который совмещает элементы редк-земли и другие материалы на nanoscale для улучшенных чувствительности, точности и робастности.

Детали исследования 23-ье апреля 2012 на Обороне, Обеспеченности, и Воспринимать SPIE Конференцию проведенное в Балтиморе, MD.

Детекторы Сцинтилляции и полупроводниковые детекторы 2 общих типа детекторов радиации, Wagner объяснили. Детектор сцинтилляции обыкновенно использует одиночный кристалл иодида натрия или подобного материала, пока полупроводниковый детектор основан на semiconducting материалах как германий.

Обе технологии могл обнаружить гамма-лучи и subatomic частицы испущенные ядерным материалом. Когда гамма-лучи или частицы поражают детектор сцинтилляции, они создают светлые вспышки которые преобразованы к электрическим ИМПам ульс для того чтобы помочь определить радиацию под рукой adverb. В полупроводниковом детекторе, входящие гамма-лучи или частицы регистрируют сразу как электрические ИМПы ульс.

«Каждая реакция к лучу гаммы принимает очень короткий период времени - фракция микросекунда,» Wagner сказало. «Путем смотреть число и интенсивность ИМПов ульс, вместе с другими факторами, мы можем сделать информированные суждения о типе радиоактивного материала мы общаемся с.»

Но оба подхода имеют недостатки. Детектор сцинтилляции требует большого кристалла, котор росли от иодида натрия или других материалов. Такие кристаллы типично утлы, громоздкий, трудны для того чтобы произвести и весьма уязвимо к влажности.

Исследователя Брент Wagner и Bernd Kahn Научно-исследовательского Института Техника Грузии используют романные материалы и методы нанотехнологии для того чтобы начать улучшенное обнаружение радиации. (Кредит: Гэри Безответное)

Герман-основанный полупроводниковый детектор предлагает более лучшее идентификацию различных видов ядерных материалов. Но высокочистое германий одиночн-Кристл трудно для того чтобы сделать в большом томе; результат менее-чувствительные приборы с уменьшенной способностью обнаружить радиацию на расстоянии. Сверх Того, германий необходимо держать весьма холодным - 200 градусов под zero Градусом Цельсия - для того чтобы действовать правильно, которое представляет проблемы для пользы в поле.

Преимущество Nanoscale

Для того чтобы адресовать эти проблемы, команда GTRI расследовала большое разнообразие альтернативных материалов и методологий. После выбирать подход к сцинтилляции над полупроводниковым, исследователя развили композиционный материал - составленный nanoparticles элементов, галоидов и окисей редк-земли - способный создавать свет.

«Nanopowder может быть гораздо легке для того чтобы сделать, потому что вы не должны потревожиться о производить одиночный большой кристалл который имеет zero несовершенства,» Wagner сказало.

Кристалл scintillator должен быть прозрачен осветить, он объяснил, качество которое ключево к своей способности обнаружить радиацию. Совершенный кристалл равномерно преобразовывает входящюю энергию от гамма-лучей к вспышкам света. Фотоумножитель после этого усиливает эти вспышки света поэтому их можно точно измерить для того чтобы обеспечить информацию о радиоактивности.

Однако, когда прозрачный материал - как кристалл или стекло - смолот в более малые части, свой транспарант исчезает. В результате, смесь частиц в прозрачном стекле разбросала бы люминесценцию созданную входящими гамма-лучами. Что разбросанный свет не может достигнуть фотоумножитель в равномерном образе, и приводя к чтения плох уклоните.

Для того чтобы отжать этот вопрос, команда GTRI уменьшила частицы к nanoscale. Когда nanopowder достигает размеры частицы 20 нанометров или, разбрасывая влияния увядают потому что частицы теперь значительно более малы чем длина волны входящих гамма-лучей.

«Думайте его как большая волна океана приходя внутри,» Wagner сказало. «Та волна определенно взаимодействовала бы с большой шлюпкой, но что-то размер шарика пляжа не влияет на его.»

Редкие Земли и Кремнезем

вначале команда работала на разметывать радиационночувствительные кристаллические nanoparticles в пластичной матрице. Но они столкнулись проблемы с распределять nanopowder равномерно достаточно в матрице для того чтобы достигнуть достаточно точных чтений радиации.

Более недавно, исследователя расследовали параллельный путь используя стекло вернее чем пластмассу как материал матрицы, совмещающ гадолиний и бромид церия с кремнеземом и глиноземом. Kahn объяснило тот гадолиний или подобный материал необходимый сцинтилляци-тип обнаружение частицы из-за своей роли как амортизатор. Но в этот случай, когда входящий луч гаммы поглощен в гадолиние, энергия эффективно не испущена в форме люминесценции.

Вместо, роль светлого излучения здесь понижается к второму компоненту - церию. Гадолиний поглощает энергию от входящего луча и переходов гаммы которые энергия к атому церия, который после этого действует как эффективный светлый излучатель. Исследователя нашли что путем нагревать гадолиний, церий, кремнезем и глинозем и после этого охлаждать их от жидкого смешивания к твердому монолиту, они смогли успешно распределить гадолиний и церий в кремнезем-основанных стеклах. По Мере Того Как материал охлаждает, преципитат гадолиния и церия из разрешения aluminosilicate и распределен повсеместно в стекло в равномерном образе. Приводя к смесь дает зависящие чтения подвергано действию к входящим гамма-лучам.

«Мы оптимистически что мы определили производительную методологию для создавать материал который смог быть эффективн в поле,» Wagner сказали. «Мы продолжаем работать на вопросах включая очищенность, единообразие и шкалирование, с целью производить материал который можно успешно испытать и раскрыть.»

Источник: Техник Грузии

Last Update: 2. May 2012 07:26

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit