ابتكار كواشف لخطر غير مرئي بدقة عالية

ابتكر علماء الفيزياء بجامعة الأورال الفدرالية، مواد جديدة، يمكن استخدامها لكشف الاشعاع المؤين في نطاق واسع، ما يسمح بصنع أجهزة دقيقة لقياس الجرعات الشخصية والتحكم بعملية الإنتاج.

المادة الأساسية المستخدمة في الكشف عن الاشعاع، تقليديا هي بلورات صهير أكسيد الألومنيوم Al2O3 التي لها حساسية فائقة لكشف الإشعاع المؤين بدقة عالية، حتى في نطاق الجرعات المنخفضة 4-10 غراي،المميتة للإنسان. لذلك يمكن استخدام هذه البلورات في أجهزة قياس شخصية ومراقبة الوسط المحيط.

ومع تطور العلم والتكنولوجيا، أصبحت مصادر وجرعات الإشعاع أقوى، لذلك تظهر الحاجة لأجهزة قياس قادرة على تحديد الجرعة والتحكم بها حتى 100 و1000 غراي، كما في مجال الطب النووي، وعند تعقيم الأدوات الطبية وعلب المواد الغذائية. لأن الجرعة الصغيرة لن توفر الفاعلية المطلوبة، والزائدة تؤدي إلى إبطاء العملية. وكلما كانت حزمة الجسيمات المؤينة ضعيفة،  يزداد تراكم الجرعة.

ولكن أساس المواد الجديدة التي ابتكرها علماء جامعة الأورال الفدرالية، هو السيراميك القائم على مسحوق أكسيد الألمنيوم ذي البنية النانوية، الذي له مقاومة عالية للإشعاع، مع إضافة شوائب معادن مختلفة تغير الخصائص الفيزيائية للمادة الأساسية. وقد اتضح للباحثين أن افضل المعادن المستخدمة في هذه العملية، هي الصوديوم واللانثانوم، حيث بإضافتهما للسيراميك تمكن العلماء من رصد جرعات من 10-1 إلى 300 غراي.

ويقول الدكتور سيرغي زفوناريوف، رئيس الفريق العلمي، “إن استخدام الصوديوم أو اللانثانوم اقتصادي جدا، مع ان نطاق جرعة الإشعاع المؤين أوسع بكثير من استخدام أكسيد الألمنيوم من دون شوائب معدنية، كما أن كثافة التلألؤ أعلى مقارنة بالطرق الأخرى”.

وكواشف السيراميك القائم على أكسيد الألمنيوم، عبارة عن اقراص قطرها 10 ملم، توضع في جهاز القياس. هذه الكواشف مناسبة للاستخدام المتكرر: بعد تسجيل الجرعة وتسجيل القراءات، يخضع الكاشف لدرجة حرارة عالية ، وبعدها يصبح جاهزا للاستخدام مرة ثانية.

المصدر: روسيا اليوم