Ett team av industri- och universitetsforskare har visat att nanopartiklar med storlekar mindre än 10 nanometer – ungefär samma bredd som ett cellmembran – framgångsrikt kan införlivas i scintillationsanordningar som kan detektera och mäta ett brett energiområde av emitterade röntgen- och gammastrålar. av kärnmaterial.

proof-of-concept-studien, beskrivs i Journal of Applied Physics , föreslår att "nanokristaller" - nanopartiklar samlade för att efterlikna de tätt packade kristallerna som traditionellt används i scintillationsanordningar - en dag kan ge strålningsdetektorer som är enkla och billiga att tillverka, kan produceras snabbt i stora mängder, är mindre ömtåliga, och fånga de flesta röntgen- och gammastrålningsenergier som behövs för att identifiera radioaktiva isotoper. Tidigare studier har visat att när röntgenstrålar eller gammastrålar träffar dessa miniatyrer, icke-kristallina scintillatorer, vissa atomer inom dem höjs till en högre energinivå. Dessa atomer deexciterar och avger sin energi som optiska fotoner i de synliga och nära synliga områdena av det elektromagnetiska spektrumet. Fotonerna kan omvandlas till elektriska pulser, som, i tur och ordning, kan mätas för att kvantifiera den upptäckta röntgen- och gammastrålningen och hjälpa till att lokalisera dess källa.

I det senaste experimentet, forskarna suspenderade nanopartiklar av lantanhalogenid och ceriumtribromid (laddade i både 5 procent och 25 procents koncentrationer) i oljesyra för att skapa nanokompositscintillatorer med storlekar mellan 2-5 nanometer. Jämfört med datormodeller och data från tidigare studier, nanokompositdetektorerna matchade väl i deras förmåga att urskilja röntgenstrålar och gammastrålning. Jämfört med ett befintligt strålningsdetekteringssystem av liknande storlek som använder plast, den 25 procent laddade nanokompositen klarade sig bättre än den 5 procent laddade, men var ändå bara ungefär hälften så effektiv. Därför, forskarna drar slutsatsen att det krävs mer arbete för att förfina och optimera deras "nanokristallsystem".