Как мы пытаемся этого достичь
Регистрация нейтронов является одной из наиболее сложных в технике детектирования ионизирующего излучения, поскольку нейтроны эффективно взаимодействуют с ядрами лишь некоторых элементов, в частности, изотопами Li, В и редкоземельных элементов.
Неорганические сцинтилляторы за счет возможности создать высокую концентрацию таких ядер, обеспечивают наиболее высокую эффективность детектирования нейтронов. Соединения Li или редкоземельных элементов обеспечивают более эффективное развитие сцинтилляций и являются предпочтительными. Известно несколько монокристаллических литий-содержащих сцинтилляторов, но они чрезвычайно гигроскопичны, сложны в производстве и дороги. Альтернативой являются монокристаллы на основе редкоземельных элементов или литий-силикатные стекла, которые демонстрируют достаточно высокий световыход при регистрации тепловых нейтронов и доступны на рынке.
Свойства стеклообразных сцинтилляторов могут быть существенно улучшены с использованием стеклокерамического подхода, состоящего в формировании в их объеме наноразмерных кристаллитов (ранее продемонстрировано командой проекта).
Наиболее трудно зарегистрировать высокоэнергетические нейтроны. Поскольку, в отличие от тепловых, их поток обладает направленностью, регистрация таких нейтронов позволит повысить возможности активно развивающейся нейтронографии, нейтронного каротажа для нефтеразведки, а также активных методов инспекции взрывчатых и делящихся материалов.
Целью проекта является разработка физико-химических основ создания нового поколения неорганических композиционных сцинтилляционных материалов для регистрации нейтронов широкого энергетического диапазона и технологических решений для будущего производства таких материалов и использующих их детекторов, а также отработка общей методологии разработки новых сцинтилляторов.
Идея проекта состоит в том, чтобы в одном композиционном (например, кристаллическом или стеклокерамическом) материале создать сочетание атомов с ядрами, вызывающими эффективное поглощение быстрых нейтронов с одновременной регистрацией продуктов взаимодействия в мягком диапазоне энергий.
|