Por Cameron Chai
Uma equipa de investigação que compreende Brent Wagner e Bernd Kahn do Instituto de Investigação da Tecnologia de Geórgia (GTRI) planejou um protótipo chamado o detector de cintilação composto nano-fotónico que integra metais da raro-terra e outros elementos no nanoscale para que a força, a precisão e a sensibilidade aumentadas forneça a detecção melhorada da radiação.
Os pesquisadores Brent Wagner e Bernd Kahn do Instituto de Investigação da Tecnologia de Geórgia estão usando materiais e técnicas novos da nanotecnologia para desenvolver técnicas melhoradas da detecção da radiação. (Crédito: Gary Manso)
Os detectores De circuito integrado e os detectores de cintilação são as duas tecnologias usadas detectando partículas subatômicos e raios gama liberados por materiais nucleares. Contudo, estas tecnologias têm seus próprios limitações e problemas. Para superar estas edições, a equipe de GTRI tem explorado vários materiais e tecnologias novos.
Para sua pesquisa, a equipe de GTRI escolheu a tecnologia da cintilação que usa um único cristal feito do iodeto de sódio ou de materiais similares. A equipe sintetizou um material composto que pudesse gerar a luz e foi feita então dos nanoparticles de metais, de óxidos, e de alogenuros da raro-terra.
Wagner explicou que um cristal do scintillator deve ter a transparência clara para detectar a radiação. Um cristal ideal produz flashes da luz uniformemente transformando a energia dos raios gama entrantes. Estes flashes da luz são amplificados então por um foto-multiplicador para permitir a medida exacta da luz para obter a informação da radioactividade.
Os materiais Transparentes como o vidro ou o cristal perderão sua transparência quando quebraram em partes minúsculas. Para abordar este problema, a equipa de investigação pulverizou os materiais ao nanoscale, que abaixa por sua vez os efeitos da dispersão como o tamanho das partículas' é consideravelmente menor do que o comprimento de onda dos raios gama entrantes.
Inicialmente, a equipe de GTRI usou uma matriz plástica para dispersar os nanoparticles cristalinos radiação-sensíveis. Contudo, a equipe não podia distribuir uniformente o nanopowder na matriz para obter leituras exactas da radiação.
Daqui, a equipe usou o vidro como um material de matriz adicionando o brometo e o gadolínio do cério com alumina e silicone. Nesta combinação, o gadolínio absorve a energia da gama e transmite o cério da energia, que trabalha como um emissor leve eficiente. A equipe podia distribuir uniformemente o cério e o gadolínio em vidros de silicone aquecendo o cério, o gadolínio, a alumina e o silicone a uma mistura derretida, que esfriasse então para baixo como um monólito contínuo. Refrigerar da mistura precipitou o cério e o gadolínio fora da solução do aluminosilicate, causando sua distribuição uniforme no vidro. O material resultante dá leituras seguras durante sua exposição aos raios gama.
Source: http://gtresearchnews.gatech.edu/