211service.com
Kamera nuklearna zaprojektowana do wykrywania ukrytych źródeł promieniowania
Wykrycie promieniowania jądrowego nie jest trudne. Licznik Geigera Mullera zwykle załatwi sprawę.
Składają się one z małej komory wypełnionej gazem. Kiedy cząstka o wystarczająco wysokiej energii wejdzie do komory, jonizuje gaz, tworząc deszcz elektronów. Para płytek przewodzących może z łatwością podnieść ten prysznic i wygenerować jedno kliknięcie, z którego słyną te detektory.
Trudne jest jednak ustalenie, jaka cząsteczka wywołała prysznic i skąd się wzięła. Można to zrobić na różne sposoby, ale detektory są zwykle ogromne; pomyśl o wielkości CERN-u. Potrzebna jest dokładna maszyna, która jest również przenośna.
Wejdź do COCAE, europejskiego projektu, którego celem jest opracowanie kamery zdolnej do obrazowania źródeł promieniowania jądrowego. Dzisiaj Kostas Karafasoulis z Greckiej Komisji Energii Atomowej w Atenach wraz z kolegami opisują, jak będzie działać ich urządzenie.
Podstawowym założeniem jest zrekonstruowanie trajektorii każdej cząstki, która trafia do detektora. W tym celu urządzenie składa się ze stosu dziesięciu pikselowanych kryształów tellurku kadmu. Każdy kryształ ma wymiary 4x4 cm i jest oddalony od siebie o 10 cm. Teoretycznie więc każda cząsteczka przechodząca przez urządzenie uderzy w kilka pikseli w różnych częściach detektora. Wtedy łatwo jest zobaczyć, skąd pochodzi.
Z wyjątkiem efektu zwanego rozpraszaniem Comptona. Dzieje się tak, gdy promieniowanie rentgenowskie lub gamma uderza elektron, wysyłając oba w różnych kierunkach, jak piłki do snookera. Promieniowanie gamma może kilkakrotnie rykoszetować, zanim w końcu odda swoją energię materiałowi.
Sztuczka, którą COCAE ma nadzieję osiągnąć, polega na użyciu matrycy kryształów tellurku kadmu do pomiaru położenia i energii uwolnionego elektronu (który mówi o energii promieniowania gamma), jednocześnie śledząc rykoszetujące promieniowanie gamma.
Nawet wtedy nie można dokładnie powiedzieć, skąd pochodziło promieniowanie gamma. Wszystko, co możesz zrobić, to ograniczyć jego początek do stożka o określonym kącie.
Jest jednak sposób, aby zrobić to lepiej: odtwarzając trajektorie kilku różnych cząstek tego samego pochodzenia i obserwując, jak nakładają się ich stożki. Region mówi o wiele dokładniej, skąd one pochodzą, z dokładnością do 10 stopni, powiedzmy Karafasoulis i spółka.
Ich dzisiejszy artykuł opisuje symulowaną wydajność urządzenia, w którym opracowują jego energię i rozdzielczość kątową, a także skuteczność wykrywania.
Tego rodzaju urządzenie ma oczywiste zastosowanie w świecie bezpieczeństwa. Możliwość dokładnej identyfikacji i lokalizacji materiałów radioaktywnych może być niezwykle przydatna w operacjach antyterrorystycznych oraz dla funkcjonariuszy celnych.
Przydałby się również w tropieniu materiałów jądrowych, które zostały utracone i być może zmieszane ze złomem.
I oczywiście podczas wypadków jądrowych. Na przykład jednym z największych problemów po Czarnobylu było ustalenie, co dokładnie stało się z jądrem i gdzie znalazł się materiał jądrowy.
Wygląda więc na to, że Karafasoulis i spółka mają w rękach przydatny pomysł. Wszystko, co muszą teraz zrobić, to zbudować jeden.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1101.3881 : Symulowane działanie systemu wykrywania promieniowania wrażliwego na położenie (COCAE)