"Светящееся стекло" для обнаружения нейтронов
Российские исследователи представили инновационный сцинтилляционный материал. При взаимодействии с ионизирующими частицами он генерирует вспышки света. Особую роль играет изотоп лития-6, поглощающий нейтроны и преобразующий их, что делает стекло идеальным для нужд радиационного контроля.
Доступная прорывная технология
Ученые разработали методику производства, не требующую сложного оборудования. Эта доступность открывает перспективы для широкого применения даже в небольших лабораториях. По характеристикам новый материал уверенно приближается к мировому эталону GS20.
Микроволны и чистота состава
Ключевая особенность процесса – применение СВЧ-излучения. Микроволны эффективно поглощаются специальным тиглем и расплавом, обеспечивая быстрый и равномерный нагрев. Технология гарантирует высокую чистоту расплава и оптимальный баланс ионов церия Се³⁺ и Се⁴⁺. Эти ионы критически важны для яркости и четкости сцинтилляций. Также команда тщательно оптимизировала рецептуру порошкового состава.
Результаты испытаний и неожиданное открытие
"Точность состава решает все: отклонение снижает эффективность свечения. А ключ к нейтронам – литий-6", – подчеркнул Игорь Кресло, ведущий сотрудник МФТИ.
Тесты подтвердили высокие характеристики: световой выход 3900 ± 280 фотон/нейтрон. Эффективность регистрации для пластины в 1.05 мм – 5,25 ± 1,06%. Эти показатели уже близки к признанному иностранному аналогу.
На старте проекта возникла проблема с чистым церием. Ученые обратились к истокам: "Мы извлекли церий из старых кремней зажигалок. Неожиданно этот любопытный эксперимент дал отличный результат!" – рассказал Игорь Кресло.
Перспективы исследования
В планах – повысить концентрацию лития-6 для большей чувствительности. Также рассматривается применение лития-7 для создания дуэта стекол с разным откликом на нейтроны. Комбинируя их, команда планирует значительно увеличить избирательность регистрации и устранить влияние гамма-фона.
Участники проекта: ведущие ученые МФТИ, Объединенного института ядерных исследований и НИЦ «Курчатовский институт».
