半導体検出器は高分解能で放射性同位元素を識別します
治安当局は、犯罪者が危険な物質を国に密輸するのを防ぐ任務を負っています。核物質の検出は困難で費用がかかります。研究者たちは、放射性同位元素の検出と識別を支援するために、低コストの材料に基づいた新しいデバイスを開発しました。
チームは、ペロブスカイト結晶の形で臭化鉛セシウムを使用して、フィールド研究者向けの小型のポータブルデバイスと非常に大型の検出器の両方で非常に効率的な検出器を作成しました。
通常のデバイスよりも安価であることに加えて、ガンマ線を検出するための新しい方法は、異なるエネルギーの光線を区別することもできます。この方法により、ユーザーは合法と違法のガンマ線を識別できます。このような検出器は、国境を越えて密輸された違法な核物質を検出し、核の法医学や医療診断の画像処理を支援するために使用される国家安全保障にとって重要です。
チームは、ペロブスカイト材料を使用して、ピクセル化された検出器設計を使用したガンマ線のエネルギー検出で高解像度を達成しました。過去の研究では、チームは新しい臭化セシウム鉛検出器の性能を従来のテルル化カドミウム亜鉛（CZT）検出器と比較し、ガンマ線の検出でも同様に機能することを発見しました。平面電極ではなく結晶サイズを改善し、ピクセルを活用した新しい研究により、スペクトル分解能が従来の設計をはるかに超えて約3.8％から1.4％に向上し、非常に弱いソースからでもエネルギーを検出できるようになりました。
放射性同位元素は、エネルギーがわずかに異なり、多くの場合、わずか数パーセントの差があるガンマ線を放出します。新しい材料を使用すると、ユーザーは数パーセントポイントまでの違いを正確に特定することで、ガンマ線の発生源をより正確に特定できます。さらに、わずかに不純な材料を使用すると、通常、検出器の効率が低下したり機能しなくなったりします。デバイスの製造者は、効果的な測定値を生成するために超高純度のCZTを探す必要があります。研究者の材料は、CZTの5〜10倍の不純物を含み、それでも性能が高く、製造がより簡単で安価になる可能性があります。解像度は、SPECTスキャンなどの医用画像にも重要です。
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