211service.com
Jaderná kamera navržená k rozpoznání skrytých zdrojů záření
Odhalit jadernou radiaci není těžké. Geiger Mullerův čítač obvykle postačí.
Ty se skládají z malé komory naplněné plynem. Když částice s dostatečně vysokou energií vstoupí do komory, ionizuje plyn a vytvoří spršku elektronů. Dvojice vodivých desek může tuto sprchu snadno zachytit a vygenerovat cvaknutí, kterými jsou tyto detektory známé.
Co je však obtížné, je zjistit, jaký druh částice spustil sprchu a odkud přišel. Existují různé způsoby, jak toho dosáhnout, ale detektory bývají obrovské; myslet na velikost CERNu. Potřebujeme přesný stroj, který je zároveň přenosný.
Vstupte do COCAE, evropského projektu vývoje kamery schopné zobrazovat zdroje jaderného záření. Kostas Karafasoulis z řecké komise pro atomovou energii v Aténách a jeho kamarádi dnes popisují, jak bude jejich zařízení fungovat.
Základní myšlenkou je rekonstruovat trajektorii každé částice, která dopadne na detektor. Za tímto účelem se zařízení skládá ze sady deseti pixelovaných krystalů teluridu kadmia. Každý krystal má velikost 4 x 4 cm a je umístěn 10 cm od sebe. Teoreticky tedy jakákoli částice procházející zařízením zasáhne několik pixelů v různých částech detektoru. Pak je snadné zjistit, odkud pochází.
Kromě efektu zvaného Comptonův rozptyl. To se stane, když rentgenové nebo gama záření zasáhne elektron a oba se vystřelí různými směry, jako jsou kulečníkové koule. Gama paprsek se může několikrát takto odrazit, než konečně odevzdá svou energii materiálu.
Trik, kterého chce COCAE dosáhnout, je použít matrici krystalů teluridu kadmia k měření polohy a energie uvolněného elektronu (který vám říká energii gama záření), a zároveň sledovat odrazující se gama záření.
Ani pak není možné přesně říci, odkud gama záření pochází. Jediné, co můžete udělat, je omezit jeho počátek na kužel s určitým úhlem.
Existuje však způsob, jak to udělat lépe: obnovením trajektorií několika různých částic ze stejného původu a sledováním toho, jak se jejich kužely překrývají. Region vám řekne mnohem přesněji, odkud všichni přišli, s přesností do 10 stupňů, řekněme Karafasoulis a spol.
Jejich dnešní článek popisuje simulovaný výkon zařízení, ve kterém zjišťují jeho energii a úhlové rozlišení a také jeho detekční účinnost.
Tento druh zařízení má zjevné uplatnění ve světě bezpečnosti. Schopnost přesně identifikovat a lokalizovat polohu radioaktivních materiálů by mohla být velmi užitečná při protiteroristických operacích a pro celní úředníky.
Bylo by to také užitečné při hledání jaderných materiálů, které byly ztraceny a možná smíchány s kovovým šrotem.
A samozřejmě při jaderných haváriích. Například jedním z velkých problémů po Černobylu bylo přesně zjistit, co se stalo s jádrem a kde skončil jaderný materiál.
Takže to vypadá, že Karafasoulis a spol mají v rukou užitečný nápad. Jediné, co teď musí udělat, je postavit jeden.
Ref: arxiv.org/abs/1101.3881 : Simulovaný výkon systému pro detekci radiace citlivého na polohu (COCAE)