Tech

การตรวจจับนิวตรอนโดยใช้อุปกรณ์ที่ง่ายและราคาถูก

ทีมนักวิทยาศาสตร์และผู้ทำงานร่วมกัน EPFL ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ใช้งานง่ายและราคาถูกสำหรับการตรวจจับนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเครื่องตรวจจับนิวตรอนนี้โดยใช้เพอร์รอฟสกีต์ซึ่งตรวจจับนิวตรอนที่มาจากวัสดุกัมมันตภาพรังสี

วัสดุเพรอฟสกี้ ที่ใช้ในการศึกษาเป็นตะกั่ว- และโบรมีน ทั้งสองประกอบด้วยผลึกเดี่ยวของสารประกอบที่เรียกว่าเมทิลแอมโมเนียมลีดไตรโบรไมด์

เพื่อพยายามตรวจหานิวตรอนโดยตรง ทีมงานได้วางคริสตัลเหล่านี้ไว้ในเส้นทางของแหล่งกำเนิดนิวตรอน นิวตรอน ที่กระทบกับคริสตัล เจาะนิวเคลียสของอะตอมภายในผลึก กระตุ้นพวกมันให้อยู่ในสถานะพลังงานที่สูงขึ้น เมื่อพวกมันคลายตัวและสลายตัว รังสีแกมมาจะถูกสร้างขึ้น โฟตอนแกมมาเหล่านี้ชาร์จ perovskite โดยส่งกระแสเล็ก ๆ ที่สามารถประมาณได้

แต่กระแสนี้มีขนาดเล็กมาก จำเป็นต้องมีสิ่งพิเศษเพื่อสร้างเครื่องตรวจจับนิวตรอนที่ใช้งานได้จริง ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงใช้แผ่นฟอยล์บาง ๆ ของโลหะแกโดลิเนียม ซึ่งดูดซับนิวตรอนได้ดีกว่าคริสตัลเพอรอฟสไกต์เปลือย

เมื่อนิวตรอนมีปฏิกิริยากับอะตอมของแกโดลิเนียม พวกมันจะตื่นเต้นจนมีพลังงานสูง แล้วปล่อยรังสีแกมมา

เมื่อเปรียบเทียบกับ perovskites แกโดลิเนียมสามารถสร้างโฟตอนแกมมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ การรวมทั้งสองเข้าด้วยกันนั้นเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพมาก

นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มอิเล็กโทรดคาร์บอน และผลลัพธ์ อิเล็กตรอน ที่ผลิตใน perovskite นั้นง่ายต่อการวัด

ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ปลูกผลึก perovskite รอบ ๆ ฟอยล์เพื่อปรับปรุงเครื่องตรวจจับนิวตรอน Perovskite ให้ดียิ่งขึ้น Perovskites เฉพาะเหล่านี้มีความโดดเด่นเนื่องจากโครงสร้างผลึกของพวกมันจะไม่ได้รับผลกระทบหากมีสิ่งแปลกปลอม

เครื่องตรวจจับยังสามารถวัดทิศทางของการไหลของนิวตรอนและขนาดของการไหล

Márton Kollár นักเคมีในทีมกล่าวว่า “คุณสมบัติของวัสดุนี้คือสามารถดูดกลืนอะไรก็ได้จากแมลงวัน ถึงจระเข้ถึงแกโดลิเนียม ดังนั้นมันจึงเติบโตไปรอบ ๆ วัตถุ และแม้เมื่อมันเติบโตไปรอบๆ มันก็จะยังคงเป็นผลึก นี่เป็นคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของเนื้อหานี้”

Forró กล่าวว่า “ มันเป็น เรียบง่าย ประหยัด และคุ้มค่า นี่เป็นข้อพิสูจน์หลักการว่ามันได้ผล และตอนนี้เราสามารถคิดเกี่ยวกับการกำหนดค่าสำหรับตัวตรวจจับที่มีประสิทธิภาพมาก”

การอ้างอิงวารสาร:
    ปาเวา อันดริเชวิช, กาบอร์ นาฟราดี และ อัล เครื่องตรวจจับนิวตรอนแบบไฮบริดเฮไลด์ perovskite ดอย: 10.1038/s41598-021-95586-3


ตรังủ

  • ธุรกิจ
  • อาหาร ไลฟ์สไตล์

  • เทค
  • มาร์เก็ตติ้งดิจิทัล (การตลาดดิจิทัล)
  • Back to top button