A kutatók célja, hogy 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.
A debreceni ELKH Atommagkutató Intézet (ATOMKI) és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) munkatársai kutatási eredményeiket a rangos Advanced Functional Materials tudományos szakfolyóiratban közölték. Ugyanakkor 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. |
(A nyitókép illusztráció.)