Новости 18 апреля 2017

В США разработан детектор радиоактивности, способный реагировать на единственный ион

Создатели нового детектора – ученые Свестик Кар и Юн Джун Чун из Северо-Восточного университета США

В 2017 году Департамент национальной безопасности США получил бюджетное финансирование в размере 103,9 млн долларов на разработку средств обнаружения ядерных материалов и предотвращения их незаконного транспортирования.

Один из интересных проектов, реализуемых в рамках этой программы – использование наноуглеродных материалов для создания нового типа детектора радиоактивности.

Разработанный детектор может быть изготовлен из графена или углеродных нанотрубок, при этом его чувствительность к заряженным частицам на множество порядков выше, чем у других аналогичных приборов такого же назначения – прибор способен реагировать даже на единственный ион. Отмечается также, что другими преимуществами детектора являются его небольшие размеры, низкие энергопотребление и себестоимость изготовления.

Исследованиями в этой сфере в течение последних 10 лет занимается группа ученых, которую возглавляют Свестик Кар и Юн Джун Чун из Северо-Восточного университета.

"Наш детектор может кардинально изменить методику и повысить точность, с которой можно обнаруживать угрозы безопасности на родине или за границей", – говорит Кар.

В качестве иллюстрации Кар приводит работу пограничника на таможне, который использует счетчик Гейгера для обнаружения контрабандных радиоактивных материалов. Счётчик Гейгера или ему подобные детекторы оказываются бессильными, например, если радиоактивный материал упрятан в свинцовую оболочку или находится далеко от детектора (например, в глубине трюма корабля). В то время как новый детектор способен уловить даже такое слабое излучение.

Принцип работы нового детектора основан на специфическом свойстве углеродных наноматериалов, таких как графен или наноуглеродные трубки. Их строение представляет собой атомы углерода, расположенные в форме плёнки толщиной в один атом. Такое расположение атомов ведёт к особым квантомеханическим свойствам: в частности, наличие поблизости заряженного иона сильно изменяет электрические свойства материала, в том числе его электропроводность.

В настоящее время исследования находятся на лабораторной стадии, и ближайшая цель исследовательской группы – «научить» детектор распознавать различные виды радиоактивного излучения. После решения этой задачи можно будет перейти на этап коммерциализации сделанного изобретения, которое также может найти применение в ядерной медицине и радиационном мониторинге, в том числе с помощью беспилотников или космических аппаратов.