Forskare från North Carolina State University har utvecklat en ny teknik för att bestämma den historiska platsen och distributionen av radioaktiva material, såsom plutonium av vapenkvalitet. Tekniken kan göra det möjligt för dem att använda vanliga byggmaterial, som tegelstenar, som en tredimensionell "kamera, " förlitar sig på kvarvarande gammastrålningssignaturer för att ta en ögonblicksbild av radioaktiva material även efter att de har tagits bort från en plats.

"Denna forskning bygger på vårt tidigare arbete, som var en empirisk demonstration av att vi kunde förvandla en tegelsten till en gammastrålningsspektrometer – som karakteriserar energifördelningen av en strålningskälla, säger Robert Hayes, en docent i kärnteknik vid NC State och första författare till en artikel om arbetet.

"Vårt nya arbete visar effektivt att vi kunde ta en rad tegelstenar och förvandla dem till en gammastrålekamera, kännetecknar platsen och fördelningen av en strålkälla, " säger Hayes. "Även om vi inte använde tegelstenar den här gången, istället förlita sig på kommersiella dosimetrar, eftersom det är en proof of concept-studie. Också, strålningskällan vi avbildade den här gången var 4,5 kilo plutonium av vapenkvalitet, medan vi tidigare använde en kommersiell americiumkälla för spektrometridemonstrationen. I denna senaste studie, vi kunde ganska exakt förutsäga inte bara platsen för plutonium av vapenkvalitet, men även radien för källan, bara med passiva dosimetrar.

"Även om vi använde kommersiella dosimetrar här, våra resultat tyder starkt på att vi skulle kunna göra samma sak med byggmaterial, som tegel, " Säger Hayes. "Det beror på att silikaterna i tegel - som kvarts, fältspat, zirkoner, och så vidare – alla är individuella dosimetrar. Det är en tråkig process att ta bort dessa korn från tegelstenen för mätningar, men vi har gjort det flera gånger. För målen för denna nya forskning, det var inte nödvändigt att använda tegel – vi har redan visat att vi kan göra det. Detta var helt enkelt en fråga om att bestämma hur mycket information vi kunde hämta från detta tillvägagångssätt. Och svaret är att vi kan lära oss mycket - om storleken och formen på strålningskällan, såväl som det radioaktiva materialets natur."

"Denna förmåga för tredimensionell avbildning är en ny förmåga, vilket betyder att vi i princip kan se in i historien i termer av vilket kärnmaterial var eller när, " säger Ryan O'Mara, en Ph.D. student vid NC State och medförfattare till arbetet.

Pappret, "Retrospektiv karakterisering av speciellt kärnmaterial i tid och rum, " publiceras i tidskriften Strålningsmätningar.