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pte20200117004 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Neutronendetektor entlarvt Uranschmuggler

Forscher bauen erstes tragbares Gerät auf Halbleiterbasis, das kleiner als ein Smartphone ist


Neutronendetektor im
Neutronendetektor im "Rohzustand" (Foto: northwestern.edu, anl.gov)

Evanston/Chicago (pte004/17.01.2020/06:15) - Forscher der Northwestern University http://northwestern.edu haben zusammen mit Kollegen des Argonne National Laboratory (ANL) http://anl.gov einen tragbaren Neutronendetektor entwickelt. Er basiert auf Halbleitertechnik, die Neutronen absorbieren und als Reaktion darauf ein elektrisches Signal erzeugt. Bisher eingesetzte Detektoren arbeiten mit Helium oder Lichtblitzen.

Lithium-Indium-Phosphor-Selen

"Viele Kollegen haben schon seit Jahren daran gedacht, Halbleiter als Neutronendetektor einzusetzen. Doch keiner hat es geschafft", sagt Mercouri Kanatzidis von der Northwestern, der das Team leitete. Kanatzidis ist Chemieprofessor und arbeitet parallel dazu am ANL. Das Material, mit dem das Kunststück gelang, ist Lithium-Indium-Phosphor-Selen. Der Trick der Forscher war das Einbringen von Lithium in den Halbleiter. Damit war es jedoch nicht getan. Die Verbindung war instabil und somit unbrauchbar. Sie haltbar zu machen, war der nächste entscheidende Schritt.

Wenn schwere Elemente wie Uran und Plutonium zerfallen, emittieren sie Neutronen, die von Detektoren erfasst werden können. Die meisten dieser Geräte sind so genannte Szintillatoren, deren Atome angeregt werden, wenn sie mit geladenen und ungeladenen Teilchen oder mit Photonen bombardiert werden. Wenn sie auf Normalniveau zurückkehren, senden sie Licht aus, das detektiert werden kann. Diese Geräte sind relativ unhandlich. Das Anwendungsgebiet für Neutronendetektoren umfasst weit mehr als das Aufspüren von geschmuggeltem radioaktivem Material. Sie werden im Strahlenschutz, in der Astronomie, der Plasmaphysik, im Strahlenschutz sowie in der Kristallographie eingesetzt.

(Ende)
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