Un team di ricercatori industriali e universitari ha dimostrato che le nanoparticelle con dimensioni inferiori a 10 nanometri - circa la larghezza di una membrana cellulare - possono essere incorporate con successo in dispositivi di scintillazione in grado di rilevare e misurare un'ampia gamma di energia di raggi X e raggi gamma emessi da materiali nucleari.
Lo studio di prova del concetto, descritto nel Rivista di fisica applicata , suggerisce che i "nanocristalli" - nanoparticelle raggruppate insieme per imitare i cristalli densamente imballati tradizionalmente utilizzati nei dispositivi di scintillazione - potrebbero un giorno produrre rivelatori di radiazioni facili ed economici da produrre, può essere prodotto rapidamente in grandi quantità, sono meno fragili, e catturare la maggior parte delle energie dei raggi X e gamma necessarie per identificare gli isotopi radioattivi. Studi precedenti hanno dimostrato che quando i raggi X o i raggi gamma colpiscono queste miniature, scintillatori non cristallini, alcuni atomi al loro interno vengono elevati a un livello energetico più elevato. Questi atomi si diseccitano ed emettono la loro energia sotto forma di fotoni ottici nelle regioni visibili e quasi visibili dello spettro elettromagnetico. I fotoni possono essere convertiti in impulsi elettrici, quale, a sua volta, può essere misurato per quantificare i raggi X e le radiazioni gamma rilevate e aiutare a individuarne la fonte.
Nell'ultimo esperimento, i ricercatori hanno sospeso nanoparticelle di alogenuro di lantanio e tribromuro di cerio (caricati in concentrazioni sia del 5% che del 25%) in acido oleico per creare scintillatori nanocompositi con dimensioni comprese tra 2-5 nanometri. Rispetto ai modelli informatici e ai dati di studi precedenti, i rivelatori di nanocompositi combaciavano bene nella loro capacità di discernere i raggi X e le radiazioni gamma. Rispetto a un sistema di rilevamento delle radiazioni esistente di dimensioni simili che utilizza plastica, il 25 percento di nanocomposito caricato è andato meglio del 5 percento caricato, ma era ancora solo circa la metà efficiente. Perciò, i ricercatori concludono che è necessario più lavoro per perfezionare e ottimizzare il loro sistema "nanocristallo".
