Kerncentrales zijn bestand tegen de meeste gure weersomstandigheden en stoten geen schadelijke broeikasgassen uit. Echter, de handel in nucleair materiaal om ze van brandstof te voorzien, blijft een serieus probleem, aangezien de beveiligingstechnologie verder wordt ontwikkeld.

Twee natuurkundigen van de University of Florida en Pacific Northwest National Laboratory, Paul Johns en Juan Nino, heeft onderzoek gedaan om de wereldwijde nucleaire veiligheid te verbeteren door stralingsdetectoren te verbeteren. Volgens hen, het verbeteren van stralingsdetectoren vereist de identificatie van betere sensormaterialen en de ontwikkeling van slimmere algoritmen om detectorsignalen te verwerken. Ze bespreken hun werk in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde .

"De eindgebruikers van stralingsdetectoren hebben niet per se een achtergrond in de natuurkunde die hen in staat stelt beslissingen te nemen op basis van de signalen die binnenkomen, " zei Johns. "De algoritmen die worden gebruikt om de energie te stabiliseren en radioactieve isotopen uit een gammastralingsspectrum te identificeren, zijn daarom van cruciaal belang om detectoren bruikbaar en betrouwbaar te maken. Wanneer sensoren een betere signaalresolutie kunnen bieden, algoritmen kunnen gebruikers nauwkeuriger informeren over de stralingsbronnen in hun omgeving."

Momenteel, geen enkele stralingsdetector is perfect voor elke toepassing. Met maat, signaal resolutie, gewicht, en kosten zijn allemaal factoren, het ontwerpen van de ideale detector is een grote uitdaging gebleken.

Johns en Nino onderzochten een lijst met mogelijke verbindingen voor halfgeleiderdetectoren op kamertemperatuur, die een sensor niet hoeven af ​​te koelen tot cryogene temperaturen om goed te kunnen functioneren, en identificeerde een aantal hoofdkandidaten. Bij het kiezen tussen verbindingen, de auteurs beschouwden de kosten, bruikbaarheid en efficiëntie van elk.

Na beoordeling van een diverse lijst van meer dan 60 kandidaten voor alternatieve halfgeleiderverbindingen, de auteurs concludeerden dat hybride organisch-anorganisch perovskiet - een mineraal dat voornamelijk uit calciumtitanaat bestaat - het sterkste potentieel heeft onder opkomende verbindingen. Hybride perovskieten kunnen gemakkelijk worden gesynthetiseerd en gekweekt via een oplossing in de loop van slechts enkele uren tot een paar dagen, in tegenstelling tot de weken of maanden die nodig zijn om conventionele sensoren te produceren. Hun kostenefficiëntie, opbrengst en outputsnelheid doen de auteurs geloven dat als hun stabiliteit kan worden verbeterd, deze verbindingen zullen een voortrekkersrol spelen in het onderzoek naar halfgeleiderdetectoren op kamertemperatuur.

"Voorkomen dat radioactieve materialen worden gebruikt voor schadelijke doeleinden is een wereldwijde uitdaging voor nucleaire veiligheid. Het uitrusten van wetshandhavers en eerstehulpverleners met de best mogelijke stralingsdetectoren is de sleutel tot het detecteren, identificeren en, uiteindelijk, het verbieden van radioactieve bedreigingen, " zei Johns.

Ter voorkoming van nucleair terrorisme en de verwerving en het gebruik van massavernietigingswapens, stralingssensoren moeten voortdurend worden bijgewerkt. Johns en Nino kijken ernaar uit om de wereldwijde beveiliging te verbeteren door verbeteringen aan halfgeleiderverbindingen op kamertemperatuur.