Cristales de perovskita convertidos en eficaces sensores de radiación
Las perovskitas son una familia de minerales con una red cristalina sensible a los fotones.
El área más famosa de su aplicación son los paneles fotovoltaicos hechos de perovskita, que tienen una eficiencia de aproximadamente un 25% en mineral puro y un 29% en combinación con silicio.
Debido a su capacidad para convertir una corriente de fotones en corriente eléctrica, las perovskitas han ganado popularidad en la tecnología de células solares. Y ahora, sobre su base, se ha creado un detector eficaz para capturar neutrones de fugas de sustancias radiactivas.
El mismo principio se puede utilizar para un sensor de luz: el dispositivo emite una señal eléctrica cuando se captura la luz. Pero los científicos fueron más allá y mejoraron el proceso para rastrear el flujo de neutrones liberados durante las reacciones de fisión nuclear. Se realizó un modelo prototipo a base de perovskita para rastrear las fugas de compuestos radiactivos durante su transporte y almacenamiento incorrectos.
Para el experimento, tomamos una especie de perovskita: tribromuro de plomo metilamonio. Se dirigió un haz de neutrones a la muestra, lo que provocó descargas de microcorrientes. El principio de funcionamiento del sistema resultante es simple: los neutrones, que penetran en los núcleos de los átomos, los transfieren al siguiente nivel de energía. Se produce una reacción de desintegración rápida con la emisión de una corriente de partículas gamma que, actuando sobre la perovskita, crean una corriente pequeña pero medible.
Para mejorar la corriente, el cristal se cubrió con una fina capa de gadolinio, que tiene un mayor potencial energético que la perovskita pura. Esta combinación de materiales amplificó el efecto y entregó más corriente al medidor.
Para mejorar aún más el sensor, los científicos sintetizaron un cristal de perovskita alrededor de una película delgada de gadolinio, lo que proporcionó una amplificación adicional de la señal e incluso la capacidad de determinar la directividad y densidad del flujo de neutrones. Ahora, según el modelo de trabajo, no será difícil construir un sensor de fugas de neutrones confiable .