Investigadores de la Universidad Northwestern y del Laboratorio Nacional Argonne han desarrollado un material de alto rendimiento, para emplearlo en dispositivos de detección de rayos gamma, que podría proporcionar un medio eficiente y rentable para detectar la radiación nuclear.
En el informe, » ‘High spectral resolution of gamma-rays at room temperature by perovskite CsPbBr3 single crystals’», publicado en la revista Nature Communications, el equipo describe un método mejorado de producción de bromuro de plomo y cesio, junto con el diseño de un detector especial, equipado con una configuración asimétrica de electrodos metálicos, que hace que el dispositivo sea más eficaz.
«Logramos el mismo rendimiento en dos años de investigación y desarrollo que otros en 20 con el telururo de cadmio zinc, el material caro que se utiliza actualmente», dijo el profesor de química de la Universidad y autor correspondiente del artículo Mercouri G. Kanatzidis.
La primera vez que en Argonne se señalaron las posibilidades del bromuro de plomo de cesio fue en 2013, y desde entonces los investigadores dirigidos por Kanatzidis han trabajado para purificar y mejorar el material. Un gran avance se produjo cuando Yihui He, un becario postdoctoral del grupo de Kanatzidis, modificó la configuración del dispositivo semiconductor en el material; en lugar de utilizar el mismo electrodo a cada lado del cristal, utilizó dos electrodos diferentes, por lo que el dispositivo sólo conduce electricidad cuando los rayos gamma están presentes.
El dispositivo es capaz de distinguir diferentes materiales emisores de rayos gamma entre sí. Algunos materiales son legales mientras que otros son ilegales, y el detector pudo identificar isótopos radioactivos americio-241, cesio-137, cobalto-57 y sodio-22. El dispositivo también podría detectar rayos gamma de cobalto-57 con la misma precisión que un detector de telururo de cadmio-cinc.
«Los gobiernos quieren una forma rápida y de bajo costo para la detección de rayos gamma y radiación nuclear para combatir las actividades terroristas, el contrabando, las bombas sucias, y la proliferación de materiales nucleares», dijo Kanatzidis.
«Este ha sido un problema muy difícil de resolver para los científicos. Ahora tenemos un nuevo y prometedor dispositivo semiconductor que es barato de fabricar y funciona bien a temperatura ambiente».
La investigación la apoya el Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, la Oficina de Defensa, la Investigación y Desarrollo de la No Proliferación Nuclear y el programa ARI del Departamento de Seguridad Nacional.
Fte. Army Technology
