Le centrali nucleari possono resistere alle condizioni meteorologiche più avverse e non emettono gas serra nocivi. Però, il traffico di materiali nucleari per rifornirli di carburante rimane un problema serio poiché la tecnologia di sicurezza continua a essere sviluppata.

Due fisici che lavorano presso l'Università della Florida e il Pacific Northwest National Laboratory, Paul Johns e Juan Nino, ha condotto ricerche per migliorare la sicurezza nucleare globale migliorando i rilevatori di radiazioni. In accordo con loro, il miglioramento dei rilevatori di radiazioni richiede l'identificazione di materiali dei sensori migliori e lo sviluppo di algoritmi più intelligenti per elaborare i segnali dei rilevatori. Discutono del loro lavoro in questa settimana Rivista di fisica applicata .

"Gli utenti finali dei rilevatori di radiazioni non hanno necessariamente un background in fisica che consenta loro di prendere decisioni in base ai segnali che arrivano, " Johns ha detto. "Gli algoritmi utilizzati per stabilizzare l'energia e identificare gli isotopi radioattivi da uno spettro di raggi gamma sono quindi fondamentali per rendere i rivelatori utili e affidabili. Quando i sensori possono fornire una migliore risoluzione del segnale, gli algoritmi sono in grado di informare in modo più accurato gli utenti sulle sorgenti di radiazioni nel loro ambiente".

Attualmente, nessun singolo rilevatore di radiazioni è perfetto per ogni applicazione. Con dimensioni, risoluzione del segnale, il peso, e costano tutti i fattori, la progettazione del rivelatore ideale si è rivelata una sfida importante.

Johns e Nino hanno esaminato un elenco di potenziali composti per rivelatori a semiconduttore a temperatura ambiente, che non hanno bisogno di raffreddare un sensore fino a temperature criogeniche per funzionare correttamente, e identificato diversi candidati principali. Quando si sceglie tra i composti, gli autori hanno considerato il costo, praticità ed efficienza di ciascuno.

Dopo aver valutato un elenco diversificato di oltre 60 candidati per composti semiconduttori alternativi, gli autori hanno concluso che la perovskite organica-inorganica ibrida, un minerale costituito principalmente da titanato di calcio, ha il potenziale più forte tra i composti emergenti. Le perovskiti ibride possono essere facilmente sintetizzate e coltivate tramite soluzione nel corso di poche ore fino a un paio di giorni rispetto alle settimane o ai mesi necessari per produrre sensori convenzionali. La loro efficienza in termini di costi, rendimento e tasso di output portano gli autori a credere che se la loro stabilità può essere migliorata, questi composti saranno in prima linea nella ricerca sui rivelatori a semiconduttore a temperatura ambiente.

"Prevenire che i materiali radioattivi vengano utilizzati per scopi dannosi è una sfida per la sicurezza nucleare globale. Dotare le forze dell'ordine e i primi soccorritori dei migliori rilevatori di radiazioni possibili è la chiave per rilevare, identificare e, in definitiva, vietare le minacce radioattive, " ha detto Giovanni.

Per prevenire il terrorismo nucleare e l'acquisizione e l'uso di armi di distruzione di massa, i sensori di radiazione devono continuare ad essere aggiornati. Johns e Nino non vedono l'ora di migliorare la sicurezza globale attraverso miglioramenti ai composti semiconduttori a temperatura ambiente.