Kärnkraftverk tål de flesta dåliga väderförhållanden och avger inte skadliga växthusgaser. Dock, handel med kärnämnen för att förse dem med bränsle är fortfarande en allvarlig fråga eftersom säkerhetsteknologi fortsätter att utvecklas.

Två fysiker som arbetar från University of Florida och Pacific Northwest National Laboratory, Paul Johns och Juan Nino, genomfört forskning för att förbättra den globala kärnsäkerheten genom att förbättra strålningsdetektorer. Enligt dem, För att förbättra strålningsdetektorer krävs identifiering av bättre sensormaterial och utveckling av smartare algoritmer för att behandla detektorsignaler. De diskuterar sitt arbete i veckans Journal of Applied Physics .

"Slutanvändarna av strålningsdetektorer har inte nödvändigtvis en bakgrund inom fysik som gör att de kan fatta beslut baserat på de signaler som kommer in, ", sade Johns. "Algoritmerna som används för att energistabilisera och identifiera radioaktiva isotoper från ett gammastrålspektrum är därför nyckeln till att göra detektorer användbara och pålitliga. När sensorer kan ge bättre signalupplösning, algoritmer kan mer exakt informera användare om strålningskällorna i deras miljö. "

För närvarande, ingen enskild strålningsdetektor är perfekt för varje applikation. Med storlek, signalupplösning, vikt, och kostar alla faktorer, att designa den ideala detektorn har visat sig vara en stor utmaning.

Johns och Nino undersökte en lista över potentiella föreningar för halvledardetektorer vid rumstemperatur, som inte behöver kyla ner en sensor till kryogena temperaturer för att de ska fungera korrekt, och identifierade flera främsta kandidater. När du väljer mellan föreningar, författarna ansåg kostnaden, praktiska och effektivitet hos var och en.

Efter att ha bedömt en mångsidig lista med mer än 60 kandidater för alternativa halvledarföreningar, författarna drog slutsatsen att hybrid organisk-oorganisk perovskit-ett mineral som huvudsakligen består av kalciumtitanat-har den starkaste potentialen bland framväxande föreningar. Hybridperovskiter kan enkelt syntetiseras och odlas via lösning under loppet av bara flera timmar till ett par dagar i motsats till de veckor eller månader som det tar att producera konventionella sensorer. Deras kostnadseffektivitet, avkastning och utmatningshastighet får författarna att tro att om deras stabilitet kan förbättras, dessa föreningar kommer att ligga i framkant av forskning om rumstemperaturhalvledardetektorer.

"Att förhindra att radioaktivt material används för skadliga ändamål är en global kärnkraftssäkerhetsutmaning. Att utrusta brottsbekämpning och första respondenter med bästa möjliga strålningsdetektorer är nyckeln till att upptäcka, identifiera och, i sista hand, förbjuda radioaktiva hot, sa Johns.

För att förhindra kärnterrorism och förvärv och användning av massförstörelsevapen, strålningssensorer måste fortsätta att uppdateras. Johns och Nino ser fram emot att förbättra den globala säkerheten genom förbättringar av rumstemperaturhalvledarföreningar.