Ved at bruge denne tjeneste og relateret indhold accepterer du brug af cookies til analyseformål, tilpasset indhold og reklamer.
Du bruger en ældre browserversion. Brug en understøttet version for at få den bedste MSN-oplevelse.

Ny teknik kan spore radioaktive kilder på lang afstand

Ingeniøren's logo Ingeniøren 14-05-2017 Jens Ramskov

Behovet for at detektere radioaktive stoffer på forholdsvis stor afstand findes både ved uheld og i forbindelse med overvågning af såvel lovlig som illegal transport af radioaktive stoffer.

I en artikel i Nature Communications præsenterer en koreansk forskergruppe et system, der er betydeligt bedre end en konventionel metode med brug af geigertæller.

© Provided by Ingeniøren

Sådan forestiller forskerne sig et følsomt apparat til detektion af radioaktive materialer. Ioniserende stråling fra en radioaktiv kilde sætter en kædeproces i gang, der sønderriver luften i et lille område med høj elektromagnetisk energi (stjernetakket gul boble). Ved en frekvens på 95 GHz og en effekt på 32 kW og med antennediameter på 1,2 meter kan man i princippet detektere en radioaktiv kilde i form af en prøve af Co-60 med en styrke på 0,64 mCi op til en kilometer borte. Turbulens i luften kan dog reducere afstanden betydeligt, helt ned til ca. 50 meter. (Grafik: Nature Comm.)

Med en geigertæller kan man detektere en radioaktiv kilde på 1 mCi kobolt-60 med en opløsning på 1 µSv/h i en afstand på 3,5 meter. Men ofte har man behov for at detektere svagere signaler eller opfange signaler fra større afstand, skriver EunMi Choi fra Ulsan National Institute of Science and Technology i Sydkorea.

Curie og Sievert

En curie (Ci) svarer til radioaktiviteten i et gram radium-226. Enheden er i dag mere præcist defineret ved, at 1 Ci = 37 GBq, hvor en bequerel er et radioaktivt henfald pr. sekund.

Sievert er SI-enheden for biologisk effekt af ioniserende stråling af levende kropsvæv, som i de grundlæggende enheder er Jkg eller m²/s².

Princippet for den nye teknik er oprindeligt foreslået af en forskergruppe fra Univeristy of Maryland i USA anført af Gregory Nusonovich og beskrevet i en artikel i Journal of Infrared Millimeter Terahertz Waves i 2010.

Idéen er, at man udsender en elektromagnetisk energi fra en gyrotron i gigahertzområdet – amerikanerne undersøgte 670 GHz, koreanerne eksperimenterede med 95 GHz.

Kædeproces sættes i gang af en fri elektron

Hvis denne kraftige energi koncentreres i et meget lille volumen, kan elektroner løsrives fra molekylerne i luften, så der dannes et plasma. Selv om energien og feltstyrken er tilstrækkeligt høj, sker der dog ikke umiddelbart noget, med mindre der er en fri elektron til stede til at sætte processen i gang.

En fri elektron kan opstå i forbindelse med ioniserende stråling fra en radioaktiv kilde.

Når et plasma dannes, påvirker det transmissionen af den elektromagnetiske energi udsendt fra gyrotronen. Det kan registreres med en RF-detektor.

Sydkoreanerne har eksperimenteret med denne teknik med brug af kobolt-60 kilder – både i en gas i form af ren argon, hvor det er lettest at studere dannelsen af plasmaet, og i almindelig luft.

Alle forsøg er gennemført med en RF-detektor i en afstand på 60 cm og med kobolt-kilden placeret i en afstand af op til 120 cm.

Næste skridt på være at afprøve om den skitserede løsning med detektion over meget store afstande også vil virke i praksis.

Kun få skilte advarer om høj radioaktivitet ved en atomaffaldsdam i Estland. Intet spærrer for adgang. © Provided by Ingeniøren Kun få skilte advarer om høj radioaktivitet ved en atomaffaldsdam i Estland. Intet spærrer for adgang.

Jobopslag fra Jobfinder

image beaconimage beaconimage beacon