211service.com
De nucleaire camera ontworpen om verborgen stralingsbronnen op te sporen
Het is niet moeilijk om nucleaire straling te detecteren. Een Geiger Muller-teller zal meestal voldoende zijn.
Deze bestaan uit een kleine kamer gevuld met gas. Wanneer een deeltje met voldoende energie de kamer binnenkomt, ioniseert het het gas, waardoor een elektronenregen ontstaat. Een paar geleidende platen kan deze douche gemakkelijk oppakken en een klik genereren waar deze detectoren bekend om staan.
Wat echter moeilijk is, is om uit te zoeken wat voor soort deeltje de douche veroorzaakte en waar het vandaan kwam. Er zijn verschillende manieren om dit te doen, maar de detectoren zijn meestal enorm; denk CERN-formaat. Wat nodig is, is een nauwkeurige machine die ook draagbaar is.
Doe mee met COCAE, een Europees project om een camera te ontwikkelen die bronnen van nucleaire straling in beeld kan brengen. Vandaag beschrijven Kostas Karafasoulis van de Griekse Commissie voor Atoomenergie in Athene en vrienden hoe hun apparaat zal werken.
Het basisidee is om de baan te reconstrueren van elk deeltje dat de detector raakt. Daartoe bestaat het apparaat uit een stapel van tien gepixelde cadmiumtelluridekristallen. Elk kristal is 4 x 4 cm groot en 10 cm uit elkaar geplaatst. Dus in theorie zal elk deeltje dat door het apparaat gaat verschillende pixels in verschillende delen van de detector raken. Het is dan eenvoudig om te zien waar het vandaan komt.
Behalve een effect dat Compton-verstrooiing wordt genoemd. Dit gebeurt wanneer een röntgen- of gammastraal een elektron raakt, waardoor beide in verschillende richtingen vliegen, zoals snookerballen. Een gammastraal kan op deze manier meerdere keren afketsen voordat hij uiteindelijk zijn energie aan een materiaal afgeeft.
De truc die COCAE hoopt te bereiken, is om een matrix van cadmiumtelluridekristallen te gebruiken om de positie en energie van het vrijgekomen elektron te meten (die je de energie van gammastraling vertelt), terwijl je ook de terugkaatsende gammastraling in de gaten houdt.
Zelfs dan is het niet mogelijk om precies te zeggen waar de gammastraling vandaan kwam. Het enige dat u kunt doen, is de oorsprong ervan beperken met een kegel met een bepaalde hoek.
Er is echter een manier om het beter te doen: door de banen van verschillende deeltjes van dezelfde oorsprong na te bootsen en te zien hoe hun kegels elkaar overlappen. De regio vertelt je veel nauwkeuriger waar ze allemaal vandaan kwamen, tot op 10 graden of zo, zeggen Karafasoulis en co.
Hun paper van vandaag beschrijft de gesimuleerde prestaties van het apparaat waarin ze de energie- en hoekresolutie en de detectie-efficiëntie uitwerken.
Dit soort apparaat heeft een duidelijke toepassing in de beveiligingswereld. Het vermogen om de positie van radioactief materiaal nauwkeurig te identificeren en te lokaliseren zou enorm nuttig kunnen zijn bij terrorismebestrijdingsoperaties en voor douanebeambten.
Het zou ook nuttig zijn bij het opsporen van nucleair materiaal dat verloren is gegaan en misschien is vermengd met schroot.
En natuurlijk tijdens nucleaire ongevallen. Een van de grote problemen na Tsjernobyl was bijvoorbeeld om uit te zoeken wat er precies met de kern was gebeurd en waar het kernmateriaal was terechtgekomen.
Het lijkt er dus op dat Karafasoulis en co een bruikbaar idee in handen hebben. Het enige wat ze nu nog moeten doen is er een bouwen.
Referentie: arxiv.org/abs/1101.3881 : Gesimuleerde prestaties van een positiegevoelig stralingsdetectiesysteem (COCAE)