211service.com
Kodolkamera, kas paredzēta slēptu starojuma avotu atrašanai
Nav grūti noteikt kodolstarojumu. Geigera Mullera skaitītājs parasti paveiks šo triku.
Tie sastāv no nelielas kameras, kas piepildīta ar gāzi. Kad daļiņa ar pietiekami lielu enerģiju nonāk kamerā, tā jonizē gāzi, radot elektronu dušu. Vadošo plākšņu pāris var viegli uzņemt šo dušu un radīt klikšķus, ar kuriem šie detektori ir slaveni.
Tomēr grūti ir noskaidrot, kāda veida daļiņa izraisīja dušu un no kurienes tā nākusi. Ir dažādi veidi, kā to izdarīt, bet detektori mēdz būt milzīgi; domā CERN izmēra. Nepieciešama precīza iekārta, kas ir arī pārnēsājama.
Iesaistieties COCAE, Eiropas projektā, lai izstrādātu kameru, kas spēj attēlot kodolstarojuma avotus. Šodien Kostas Karafasoulis Grieķijas Atomenerģijas komisijā Atēnās un draugi apraksta, kā viņu ierīce darbosies.
Pamatideja ir rekonstruēt katras daļiņas trajektoriju, kas trāpa detektorā. Šim nolūkam ierīce sastāv no desmit pikselētiem kadmija telurīda kristāliem. Katrs kristāls ir 4x4 cm liels un novietots 10 cm attālumā viens no otra. Tātad teorētiski jebkura daļiņa, kas iet caur ierīci, sasniegs vairākus pikseļus dažādās detektora daļās. Pēc tam ir viegli redzēt, no kurienes tas nāk.
Izņemot efektu, ko sauc par Komptona izkliedi. Tas notiek, kad rentgena vai gamma stars ietriecas elektronā, nosūtot abus karjeru dažādos virzienos, piemēram, snūkera bumbiņas. Gamma stars var rikošēt vairākas reizes, pirms tas beidzot atdod savu enerģiju materiālam.
Triks, ko COCAE cer sasniegt, ir izmantot kadmija telurīda kristālu matricu, lai izmērītu atbrīvotā elektrona stāvokli un enerģiju (kas norāda gamma staru enerģiju), vienlaikus sekojot līdzi rikošetā gamma staram.
Pat tad nav iespējams precīzi pateikt, no kurienes nāca gamma stars. Viss, ko varat darīt, ir ierobežot tā izcelsmi ar noteikta leņķa konusu.
Tomēr ir veids, kā rīkoties labāk: no jauna izveidojot vairāku dažādu vienas izcelsmes daļiņu trajektorijas un redzot, kā to konusi pārklājas. Reģions daudz precīzāk norāda, no kurienes tie visi nākuši, aptuveni 10 grādu robežās, saka Karafasoulis un citi.
Viņu šodienas rakstā ir aprakstīta ierīces simulētā veiktspēja, kurā viņi izstrādā tās enerģiju un leņķisko izšķirtspēju, kā arī noteikšanas efektivitāti.
Šāda veida ierīcei ir acīmredzams pielietojums drošības pasaulē. Spēja precīzi identificēt un noteikt radioaktīvo materiālu atrašanās vietu varētu būt ļoti noderīga pretterorisma operācijās un muitas amatpersonām.
Tas būtu noderīgi arī, lai izsekotu kodolmateriālus, kas ir pazuduši un, iespējams, sajaukti ar metāllūžņiem.
Un, protams, kodolavāriju laikā. Piemēram, viena no lielākajām problēmām pēc Černobiļas bija precīzi noskaidrot, kas noticis ar kodolu un kur nokļuvis kodolmateriāls.
Tātad šķiet, ka Karafasoulis un viņa kolēģiem ir kāda noderīga ideja. Viņiem tagad atliek tikai izveidot vienu.
Atsauce: arxiv.org/abs/1101.3881 : pozīcijai jutīgas radiācijas noteikšanas sistēmas (COCAE) simulēta darbība