Wetenschappers stellen een nieuwe norm voor het detecteren van ultrazwakke sporen van straling

De halfgeleiderindustrie geeft jaarlijks miljarden dollars uit aan het verkrijgen en zuiveren van materialen

met ultralage stralingsniveaus van microchips,transistors en gevoelige sensoren. Het vinden van materialen met zeer lage niveaus van natuurlijke straling is noodzakelijk voor sommige soorten gevoelige instrumenten en detectoren, zoals die welke worden gebruikt om te zoeken naar nog niet gedetecteerde deeltjes.

Radioactieve elementen, uranium- en thoriumatomen, zijn vaak verborgen tussen edelmetalen zoals goud en koper. Maar het is buitengewoon moeilijk en onpraktisch om alle ertsmonsters die over de hele wereld worden gewonnen, te bestuderen.

“Vooral lage niveaus zijn lastig te metenthorium en uranium in goud, dat in de elektrische componenten van de detectoren terechtkomt. Met nieuwe technologie kunnen we dit probleem overwinnen en detectielimieten tot 10-12 bereiken.”

Khaduja Haruaka, scheikundige bij het Pacific Northwest National Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie

Volgens wetenschappers is dit in wezen hetzelfde als het vinden van een klavertje vier op een oppervlakte van ongeveer 40 duizend hectare.

Wetenschappers vinden zeldzame atomen van 'vierbladig'klaver 'uit een enorm veld van gewone atomen, monsters door een reeks isolatiekamers sturen. Deze kamers filteren eerst en laten vervolgens zeldzame atomen botsen met enkelvoudige zuurstof, waardoor een "gelabeld" molecuul ontstaat met een uniek molecuulgewicht, dat vervolgens kan worden gescheiden door grootte en lading.

Chemici beschrijven hun methode met behulp vanoriginele metafoor: als je aan elk doelatoom thorium of uranium een ​​heliumballon vastmaakt zodat deze boven een zee van goudmonster zweeft, kunnen de atomen gemakkelijk worden geteld. De teller zal in dit geval een massaspectrometer zijn.

De centrale innovatie is de camerabotsingscel, waar geladen atomen van thorium en uranium reageren met zuurstof, waardoor hun molecuulgewicht toeneemt en zich scheiden van andere overlappende signalen die hun aanwezigheid kunnen verdoezelen.

De nieuwe techniek zal scheikundigen helpen het meeste te halen's werelds zuiverste koper, dat een belangrijk onderdeel is van gevoelige fysieke detectoren, waaronder detectoren die worden gebruikt om de naleving van internationale nucleaire verdragen te verifiëren.

Zie ook:

Wetenschappers hebben een vervanging voor de relativiteitstheorie ontwikkeld. Wat is de essentie van de "theorie van alles"?

Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen

Er is een nieuw concept van een raketmotor met zonnevlammen ontwikkeld