Amikor az anyag „felvillan”, detektálhatóvá válik az ionizáló sugárzás

Az ionizáló sugárzás láthatatlan, mégis folyamatosan jelen van környezetünkben. Pontos mérése elengedhetetlen az orvosi képalkotásban, az atomerőművek biztonsági rendszereiben, a legmodernebb részecskefizikai kutatásokban, valamint az űrkutatásban is. Ehhez úgynevezett szcintillátorokat használnak: olyan speciális anyagokat, amelyek sugárzás hatására apró fényvillanásokat bocsátanak ki, mely jelenséget szcintillációnak nevezünk. Ezeket a fényjeleket érzékelve a műszerek meg tudják határozni a sugárzás jelenlétét, típusát és energiáját.

„Lényegében olyan anyagokat fejlesztünk vékonyrétegként, amelyek képesek fényjelekké alakítani az ionizáló sugárzást, így az mérhetővé válik” – fogalmazott Hajdu Cintia, a Szegedi Tudományegyetem Kémia Doktori Iskolájának PhD-hallgatója.

Új anyag, új forma, új lehetőségek

A szegedi kutatás középpontjában egy új, ígéretes anyagcsalád, a réz–halogenidek állnak. A kutatócsoport ezeket nem hagyományos egykristályként, hanem néhány mikrométer vastagságú vékonyréteg formájában állítja elő.

Ez a megközelítés több fontos előnyt kínál:

• a réz-halogenid anyagválasztás stabil és megbízható működést tesz lehetővé,
• vékonyrétegként kevésbé érzékeny a zavaró háttérsugárzásra,
• pontosabban érzékeli az alacsonyabb energiájú ionizáló sugárzás típusokat,
• ipari méretekben is előállítható.

Ez különösen fontos olyan extrém környezetekben, mint az űr vagy a kísérleti magfúziós berendezések, ahol a gamma-háttérsugárzás megnehezíti a pontos mérést.

Már a laborban is látványos eredmények

A kutatók a mintákat UV-fény segítségével vizsgálják, amely hatására az anyagok jól láthatóan világítani kezdenek. Ez a jelenség bizonyítja, hogy az előállított rétegek megfelelően reagálnak külső gerjesztésre.

A minták átadása előtt a kutatócsoport részletes vizsgálatokat végez, ellenőrizve az anyag szerkezetét, összetételét és optikai tulajdonságait. Ez biztosítja, hogy a további nagyenergiájú sugárzás tesztekhez már pontosan jellemzett, megbízható anyagok álljanak rendelkezésre.

Laborból az ipari alkalmazások felé

A fejlesztés egyik legfontosabb innovációs eleme az alkalmazott gyártási technológia. A vékonyrétegeket úgynevezett oldat porlasztásos módszerrel állítják elő, amely automatizálható és költséghatékony megoldást kínál.

Ez megnyitja az utat a széles körű alkalmazások előtt, többek között:

• sugárzásmérő berendezésekben,
• orvosi diagnosztikai eszközökben,
• űripari rendszerekben,
• valamint kutatási célú detektorokban.

Hazai együttműködésben születő innováció

A kutatás témavezetői Dr. Janáky Csaba és Dr. Samu Gergely Ferenc, a fejlesztésben pedig kulcsszerepet játszott a debreceni Atommagkutató Intézet (ATOMKI) kutatóival – többek között Dr. Hunyadi Mátyással és Dr. Csige Lóránttal – való együttműködés.

A Szegedi Tudományegyetemen zajló kutatás jól példázza, hogyan találkozik az anyagtudomány, a fizika és az ipari innováció. A szegedi és debreceni kutatók együttműködése révén olyan új anyagok fejlesztése valósul meg, amelyek hosszú távon a sugárzásérzékelés következő generációját alapozhatják meg.

Az Innovációs Díj elismerés pedig megerősíti, hogy a Szegedi Tudományegyetemen folyó kutatás nemcsak tudományos szempontból kiemelkedő, hanem a jövő technológiai megoldásaihoz is hozzájárulhat.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Fényvillanással mérik a láthatatlant Szegeden appeared first on Műszaki Magazin.

Az ATOMKI – mint az ország gyorsítótechnikával legjobban felszerelt magfizikai kutatóintézete – a gyorsítótechnikában és a nukleáris elektronikában több évtizedes tapasztalattal rendelkezik. Ennek birtokában Dr. Molnár József műszaki igazgató szakmai vezetésével vállalták el az ESS felkérésére a gyorsítómodulok védelmét szolgáló elektronikus egységek kifejlesztését.

Magyarország alapító tagja az European Spallation Source ERIC (European Research Infrastructure Consortium – Európai Kutatási Infrastruktúra Konzorcium) együttműködésnek, amelynek célja egy olyan nagyberendezés megépítése és működtetése, amelyen neutronok segítségével hajthatók végre alap- és alkalmazott kutatási feladatok. Az ESS részecskegyorsító infrastruktúra egyik befogadó országa Svédország, ahol maga a kutatóintézet épül, illetve a berendezések találhatók, a másik pedig Dánia, ahol az adatkezelési és szoftverközpont kapott helyet.

Az ESS nagyberendezése a tervek szerint a ma működő neutronforrásoknál mintegy százszor fényesebb lesz, azaz ennyiszer intenzívebb neutronnyalábot fog szolgáltatni. Jövőbeli működése során választ adhat az anyagtudomány, a mágneses és elektromos jelenségek, a gépészeti anyagok, a földtudományok, az archeológia, a kulturális örökség megőrzése, az élettudományok és a részecskefizika izgalmas, más módon megválaszolhatatlan kérdéseire. Az előállított neutronokkal roncsolásmentes mérések végezhetők, ezzel a kutatók jobb betekintést nyerhetnek az anyag atomi szintű felépítésébe és viselkedésébe. Az anyagszerkezet mélyebb megértése könnyebb, erősebb, olcsóbb és fenntarthatóbb anyagok előállítását teszi majd lehetővé. A neutronok segítségével többet megtudhatunk majd a DNS-ről, a fehérjékről és a biológiai anyagokról molekuláris és atomi szinten. Ezáltal jobban megérthetők az öregedési folyamatok, a betegségek lefolyása, végső soron pedig hatékonyabb gyógyszerek fejleszthetők.

Bővebb információ az ATOMKI honlapján érhető el.

The post Magyar védelmi műszereket alkalmaznak a svédországi részecskegyorsítóban appeared first on Műszaki Magazin.