Magyar kutatók újfajta detektort fejlesztenek a radioaktív sugárzás mérésére

Magyar kutatók újfajta detektort fejlesztenek a radioaktív sugárzás mérésére, a debreceni ELKH Atommagkutató Intézet (ATOMKI) és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) munkatársai egy különleges ásványcsalád, a perovszkitok tulajdonságait vizsgálták.

A kutatók célja, hogy ezek felhasználásával a mérési pontosság megtartása mellett miniatürizált detektorokat fejlesszenek ki, amelyeket többek között az űrkutatásban, az atomerőművekben, valamint a fúziós reaktorokban lehet majd speciális mérésekre használni – közölte hétfőn az MTI-vel az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat.

Az ATOMKI és az SZTE munkatársai kutatási eredményeiket a rangos Advanced Functional Materials tudományos szakfolyóiratban közölték, valamint a vizsgált perovszkitok felhasználásával készült detektorok alkalmazására nemzetközi szabadalmi beadvány is született.

A radioaktivitás jelenségét 1896-ban fedezték fel, a sugárzások detektálására a kutatások korai szakaszában jellemzően úgynevezett szcintillátoranyagokat használtak, amelyek a beérkező részecskékre fényfelvillanással válaszolnak. Az első észlelések elsötétített szobában, szabad szemmel történtek.

Ilyen típusú detektorokat ma is használnak, egyszerűségüknek és nagy időmérési pontosságuknak köszönhetően, a kristályban történő felvillanásokat azonban már fényérzékelő elektronikai egységek figyelik. A begyűjtött jelek alakjából következtetni lehet a detektált részecske fajtájára, nagyságából pedig a részecske energiájára.

Az ATOMKI és az SZTE kutatói azért kezdték el vizsgálni a mostanában egyre nagyobb népszerűségnek örvendő kristályos anyag, a perovszkit tulajdonságait, mivel bizonyos alkalmazások esetén szükséges, hogy a szcintillátoranyagból egészen apró detektort lehessen készíteni, ami kis mérete ellenére is megbízható adatokat szolgáltat.

A vizsgálatok eredményei szerint a vékonyrétegű perovszkitok alkalmasak töltött részecskék detektálására, ugyanakkor érzéketlenek a gamma-sugárzással szemben, ami bizonyos mérési körülmények között kifejezetten előnyös. A kutatók bíznak abban, hogy a szcintillátorként korábban még nem alkalmazott anyag új szerepében kiválóan teljesít majd, és megfelelhet az űrkutatás, az atomerőművek, vagy akár a fúziós reaktorok szigorú követelményeinek, valamint hasznosnak bizonyul a környezeti sugárbiztonság területén is. Használatára főként ott lehet szükség, ahol mikroszkopikus mennyiségű radioaktív anyag megbízható azonosítására van szükség zavaró háttérsugárzások mellett is.

A perovszkit nem egyetlen ásványt jelöl, hanem egy meghatározott szerkezettel bíró, négyszáznál több taggal rendelkező ásványcsaládot. Ezek közül a magyar kutatók a rézalapú perovszkitok szcintillációs tulajdonságait tanulmányozták, és rendkívül biztató eredményekre jutottak.

A kutatómunka során az SZTE szakemberei rétegkészítési eljárással a hajszál vastagságához hasonló vékonyrétegeket állítottak elő, amelynek felülete viszont bármekkora lehet. Az ATOMKI kutatói megvizsgálták, hogy az előállított rétegekben különféle fajtájú és energiájú részecskesugárzások hatására milyen fénykibocsátás történik. Külön vizsgálat tárgya volt, hogy a perovszkit vékonyréteg miként viseli az extrém körülményeket, valamint a réteget érő intenzív részecskezáport.

MTI