Ένας φορητός ανιχνευτής θερμικών νετρονίων

Οι ανιχνευτές θερμικών νετρονίων είναι ζωτικοί για την ασφάλεια μίας χώρας, καθώς, μεταξύ άλλων, «διαβάζουν» λαθραία πυρηνικά υλικά, ενώ έχουν διάφορες άλλες εφαρμογές.

Ερευνητές στις ΗΠΑ, με επικεφαλής έναν Έλληνα χημικό, ανέπτυξαν ένα νέο υλικό, που άνοιξε τον δρόμο για τους πρώτους μικρούς και φορητούς ανιχνευτές νετρονίων.

Οι ανιχνευτές θερμικών νετρονίων είναι ζωτικοί για την ασφάλεια μίας χώρας, καθώς, μεταξύ άλλων, «διαβάζουν» λαθραία πυρηνικά υλικά, ενώ έχουν διάφορες άλλες εφαρμογές (ανίχνευση ακτινοβολιών, αστρονομία, φυσική πλάσματος, επιστήμη υλικών, κρυσταλλογραφία κ.ά.).

Μέχρι τώρα -ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1950- υπήρχαν δύο κατηγορίες τέτοιων συσκευών, που λειτουργούσαν είτε με αέριο ήλιο είτε με φως. Όμως και οι δύο είναι πολύ μεγάλοι, μερικές φορές όσο ένας τοίχος.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Northwestern του Ιλινόις και του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne των ΗΠΑ, με επικεφαλής τον καθηγητή Χημείας Μερκούρη Κανατζίδη, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», δημιούργησαν έναν τρίτου τύπου ανιχνευτή, έναν ημιαγωγό που μπορεί να απορροφήσει νετρόνια και να δημιουργήσει ηλεκτρικά σήματα εύκολα μετρήσιμα.

Ο νέος μικρού μεγέθους ανιχνευτής (2D semiconductor 6LiInP 2 Se 6 ) είναι σταθερός και άκρως αποτελεσματικός.

Μπορεί να ενσωματωθεί σε φορητές συσκευές και να αξιοποιηθεί εύκολα από επιθεωρητές εν κινήσει σε διάφορα σημεία.

«Ορισμένοι είχαν εδώ και καιρό φανταστεί ημιαγωγούς-ανιχνευτές νετρονίων. Η ιδέα υπήρχε, αλλά κανείς δεν είχε το σωστό υλικό για να την υλοποιήσει», δήλωσε ο κ. Κανατζίδης.

Το υλικό που βρήκε ο Έλληνας ερευνητής συνδυάζει έναν ειδικό ισότοπο λιθίου-6 με άλλα υλικά (ίνδιο, φώσφορο, σελήνιο).

Όταν τα βαριά χημικά στοιχεία, όπως το ουράνιο και το πλουτώνιο, διασπώνται, τα άτομά τους αποβάλλουν νετρόνια από τους πυρήνες τους.

Όταν προσπίπτουν νετρόνια στο νέο υλικό-ημιαγωγός σε ζεύγη ηλεκτρονίων – οπών. Έτσι, όταν εφαρμόζεται τάση στο υλικό, τα ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών παράγεται το ηλεκτρικό ρεύμα που αποκαλύπτει την διέλευση των νετρονίων. Μπορεί, επίσης, να διακρίνει ανάμεσα στα νετρόνια και σε άλλα παραπλανητικά σήματα, όπως αυτά από τις ακτίνες-γ, οπότε αποτρέπει τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα.

«Είναι σημαντικό να υπάρχουν όλα τα μεγέθη των ανιχνευτών νετρονίων και όσο γίνεται περισσότερα είδη τους.

Χρειάζονται μεγάλοι όσο ένας τοίχος για να μπορεί να περάσει από αυτούς ένα φορτηγό, αλλά επίσης υπάρχει ανάγκη για μικρούς ανιχνευτές, που θα είναι φορητοί και κατάλληλοι για επιθεωρήσεις πεδίου», τόνισε ο κ. Κανατζίδης.

Ο Έλληνας επιστήμονας γεννήθηκε στη Θεσσαλονίκη το 1957, σπούδασε στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο και πήρε το διδακτορικό του στη Χημεία από το Πανεπιστήμιο της Αϊόβα το 1984.

Μετά από μεταδιδακτορική έρευνα στα πανεπιστήμια Μίσιγκαν και Northwestern (1985-87), υπήρξε καθηγητής Χημείας στο πρώτο έως το 2006 και στη συνέχεια καθηγητής στο δεύτερο πανεπιστήμιο μέχρι σήμερα.

Παράλληλα, είναι ερευνητής στο Argonne National Laboratory και αρχισυντάκτης στο περιοδικό «Journal of Solid State Chemistry».

πηγή: https://www.in.gr/2020/01/16/tech/ellinas-epistimonas-dimiourgise-ton-proto-anixneyti-netronion-tsepis/ – https://www.anl.gov/article/scientists-pioneer-new-generation-of-semiconductor-neutron-detector