Chroń przed promieniowaniem i wykryć broń nuklearną: naukowcy stworzyli unikalny zamek błyskawiczny

Wykrywanie materiałów radioaktywnych w bezpiecznej odległości od dawna pozostaje trudnym zadaniem dla naukowców, ponieważ tradycyjne detektory wymagają natychmiastowej bliskości źródła promieniowania do pomiaru cząstek emitowanych podczas rozpadu radioaktywnego.

Jednak fizycy z University of Maryland opracowali nową technikę laserową, która pozwala zdalnie usuwać promieniowanie alfa, które mogą zrewolucjonizować w protokole bezpieczeństwa i bezpieczeństwa, pisze popularne mechanicy. W centrum uwagi technologia pojawiła się na swoim kanale telegramowym.

Subskrybuj, aby nie przegapić najbardziej informacji i interesujących wiadomości ze świata nauki! W swoim ostatnim eksperymencie, opublikowanym w Science Advances, naukowcy zastosowali laser impulsowy w podczerwieni na dwutlenku węgla do wykrywania cząstek alfa emitowanych przez Poloni-210, substancję o wysokiej mocy. Z powodu braku miejsca w laboratorium maksymalna odległość wykrywania była ograniczona do 10 metrów.

Jednak zespół sugeruje, że metodę tę można skalować w celu wykrycia promieniowania z odległości ponad 100 metrów, co znacznie przekracza możliwości współczesnych autonomicznych detektorów promieniowania. Ta metoda opiera się na interakcji między laserem i wolnymi elektronami generowanymi przez materiał radioaktywny. Kiedy cząsteczki alfa radionuklidów, takich jak polonii-210, oddziałują z cząsteczkami powietrza, jonizują te cząsteczki, tworząc wolne elektrony.

Laser ładuje te elektrony energią, zmuszając je do stawienia cząsteczek powietrza, uwalniając dodatkowe elektrony w efekcie kaskadowym znanym jako lawina elektroniczna. Proces ten prowadzi do tworzenia małych obszarów plazmowych, podobnych do miniaturowych zamków błyskawicznych, które rozpraszają światło laserowe z powrotem do jego źródła. Analizując to rozproszone światło, naukowcy mogą określić obecność i poziom aktywności źródła radioaktywnego.

Ko -autor badania, Howard Milchberg, opisuje to zjawisko: „Jest prawie jak mała błyskawica kuli bezpośrednio w miejscu, w którym występuje. Intensywność tych formacji w osoczu koreluje z aktywnością materiału radioaktywnego, będąc mierzonym wskaźnikiem jego obecności”.

Osiągnięcie to opiera się na ponad dziesięciu latach badań Milchberga i jego zespołów, które wcześniej zaproponowały zainstalowanie takiego systemu laserowego w pojazdach do kontroli obszarów miejskich i kontenerów towarowych zapewnianych pozytywnymi warunkami atmosferycznymi. W 2019 r. Wykazali, że laser o średnim podczerwieni zdolny do inicjowania elektronicznej lawiny w celu wykrycia promieniowania, co położyło podstawę do bieżącego badania.

Potencjał korzystania z tej technologii jest duży, w tym zintensyfikowane monitorowanie podzielonych materiałów w jednostkach transportowych i wykrywanie broni nuklearnej w nowych branżach, takich jak przestrzeń kosmiczna. Naukowcy nadal ulepszają swój system, starając się zwiększyć promień jego działania i ostatecznie opracować praktyczne podejście do zdalnego wykrywania materiałów radioaktywnych na znacznych odległościach.

Ta innowacyjna metoda stanowi znaczący krok naprzód w technologii wykrywania promieniowania, oferując bardziej wrażliwy i odległy sposób identyfikacji niebezpiecznych materiałów, a tym samym poprawa bezpieczeństwa i ochrony w różnych warunkach. Wcześniej Focus napisał o przyczynie wysokiej radioaktywności dzików w Czarnobylu.

Przez dziesięciolecia, ponieważ inne zwierzęta stopniowo odzyskują się po skutkach wypadku w Czarnobylu, knary mieszkające w strefie wykluczenia nadal były źródłem promieniowania. Focus napisał także o tym, jak tysiące wojska wojskowego były narażone na chornobyl. Według pracownika NPP Vasyl Davidenko, badacza, który pracował w strefie wykluczenia od 25 lat, nie ma tu budynku, w którym Rosjanie nie wejdą.