ความอันตรายของรังสี

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับรังสีแกมมา สัญญาณอ่อนที่ปล่อยออกมาจากวัสดุนิวเคลียร์ และสามารถระบุไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีแต่ละตัวได้อย่างง่ายดาย เป็นเวลากว่า 30 ปีแล้วที่วัสดุที่มีประสิทธิภาพนี้ได้รับการพัฒนา โดยวัสดุใหม่นี้มีข้อได้เปรียบในการผลิตที่ไม่แพง การใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับอุปกรณ์ใหม่นี้รวมถึงเครื่องตรวจจับที่แพร่หลายมากขึ้น รวมถึงอุปกรณ์พกพา สำหรับอาวุธและวัสดุนิวเคลียร์ เช่นเดียวกับการใช้งานในการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์ ดาราศาสตร์ และสเปกโทรสโกปี Mercouri G. Kanatzidis จาก Northwestern กล่าวว่า "รัฐบาลทั่วโลกต้องการวิธีการที่รวดเร็วและต้นทุนต่ำในการตรวจจับรังสีแกมมาและรังสีนิวเคลียร์ เพื่อต่อสู้กับกิจกรรมของผู้ก่อการร้าย เช่น การลักลอบนำเข้าและระเบิดสกปรก และการเพิ่มจำนวนของวัสดุนิวเคลียร์" Mercouri G. Kanatzidis จาก Northwestern กล่าว ของกระดาษ "นี่เป็นปัญหาที่ยากมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะแก้ไข ตอนนี้เรามีอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใหม่ที่น่าตื่นเต้นซึ่งผลิตได้ในราคาไม่แพงและทำงานได้ดีที่อุณหภูมิห้อง" Kanatzidis เป็น Charles E. และ Emma H. ​​Morrison ศาสตราจารย์วิชาเคมีใน Weinberg College of Arts and Sciences เขามีนัดร่วมกับอาร์กอน งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารNature Communications ในสัปดาห์ นี้ ในปี 2013 Argonne ได้เผยแพร่ผลการศึกษาทางวิทยาศาสตร์โดยระบุคำมั่นสัญญาของซีเซียมลีดโบรไมด์ในรูปของผลึกเพอรอฟสไกต์สำหรับการตรวจจับ รังสี พลังงานสูง ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา นักวิจัยที่นำโดย Kanatzidis, Duck Young Chung จาก Argonne และ Constantinos Stoumpos จาก Northwestern ได้ทำงานเพื่อทำให้วัสดุบริสุทธิ์และปรับปรุงให้ดีขึ้น ความก้าวหน้าเกิดขึ้นเมื่อ Yihui He ซึ่งเป็นเพื่อนหลังปริญญาเอกในกลุ่มของ Kanatzidis และผู้เขียนคนแรกของหนังสือพิมพ์ ได้นำวัสดุที่ได้รับการปรับปรุงและกำหนดค่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใหม่ แทนที่จะใช้อิเล็กโทรดเดียวกันที่ด้านใดด้านหนึ่งของคริสตัล เขาใช้อิเล็กโทรดที่แตกต่างกันสองแบบ ด้วยการออกแบบที่ไม่สมมาตรนี้ อุปกรณ์จะนำไฟฟ้าเฉพาะเมื่อมีรังสีแกมมาเท่านั้น นักวิจัยได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับซีเซียมลีดโบรไมด์ใหม่กับเครื่องตรวจจับแคดเมียมสังกะสีเทลลูไรด์ (CZT) แบบดั้งเดิม และพบว่าสามารถตรวจจับรังสีแกมมาด้วยความละเอียดสูงจากโคบอลต์-57 ได้ดีพอๆ กัน Kanatzidis กล่าวว่า "เราประสบความสำเร็จในการวิจัยและพัฒนาเป็นเวลา 2 ปี เช่นเดียวกับที่รายอื่นๆ ทำใน 20 ปีด้วยแคดเมียมสังกะสีเทลลูไรด์ ซึ่งเป็นวัสดุราคาแพงที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน" Kanatzidis กล่าว สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าสารที่ปล่อยรังสีแกมมาคืออะไร Kanatzidis เน้นย้ำ เนื่องจากวัสดุบางอย่างถูกกฎหมายและบางอย่างผิดกฎหมาย ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีแต่ละชนิดมี "ลายนิ้วมือ" ของตัวเอง: พฤติกรรมการสลายตัวที่แตกต่างกันและสเปกตรัมการปล่อยรังสีแกมมาที่มีลักษณะเฉพาะ เครื่องตรวจจับตะกั่วซีเซียมโบรไมด์ใหม่สามารถตรวจจับลายนิ้วมือเหล่านี้ได้ ในการศึกษา นักวิจัยพบว่าเครื่องตรวจจับประสบความสำเร็จในการระบุไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี อะเมริเซียม-241 โคบอลต์-57 ซีเซียม-137 และโซเดียม-22 นักวิจัยยังได้ผลิตตัวอย่างคริสตัลขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อแสดงให้เห็นว่าสามารถปรับขนาดวัสดุได้