Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutunun (NIST) tədqiqatçıları az miqdarda radioaktiv materialın radioaktivliyini aşkar etmək və ölçmək üçün yeni və daha sürətli üsul nümayiş etdiriblər. Kriogen çürümə enerji spektrometriyası (DES) kimi tanınan innovativ texnika xərçəng müalicəsinin təkmilləşdirilməsindən nüvə tullantılarının təmizlənməsinin təhlükəsizliyinin təmin edilməsinə qədər geniş təsirlərə malik ola bilər.

NIST komandası öz nəticələrini Metrologia -da dərc edib .

Bu yeni texnikanın açarı radiasiya işarələrini ölçmək üçün geniş istifadə olunan yüksək texnologiyalı cihaz olan keçid kənarı sensorudur (TES). TES, qeyri-sabit atomun bir və ya daha çox hissəcik buraxdığı fərdi radioaktiv parçalanma hadisələrini qeyd etmək üçün inqilabi imkan verir. Tədqiqatçılar bir çox fərdi tənəzzüldən məlumat toplamaqla, radionuklidlər kimi tanınan hansı qeyri-sabit atomların hadisələri əmələ gətirdiyini müəyyən edə bilərlər.

NIST fiziki Rayan Fitzgerald deyir ki, “TES tanış Geiger sayğacından və ya bu gün istifadə olunan digər detektorlardan daha təkmildir”. “Sadəcə radiasiyanı göstərmək üçün klikləmək və ya çürümə enerjisini bulanıq göstərmək əvəzinə, bizə orada olanların ətraflı barmaq izini verir.”

TES cihazı son dərəcə aşağı temperaturda, mütləq sıfıra yaxın işləyir. Nümunədə radioaktiv parçalanma baş verdikdə, ayrılan enerji TES tərəfindən udulur. Bu udulmuş enerji TES-in elektrik müqavimətində kiçik bir dəyişikliyə səbəb olur. Tədqiqatçılar müqavimətdəki bu dəyişikliyi dəqiq ölçürlər ki, bu da çürümə hadisəsinin yüksək dəqiqlikli “enerji imzasını” təmin edir.

Tədqiqatçılar bir çox hadisələrin təfərrüatlı enerji spektrini təhlil edərək, çürüməyə məruz qalan xüsusi radioaktiv atomu müəyyən edə bilərlər. Bu mümkündür, çünki müxtəlif radioaktiv atomlar parçalandıqda unikal enerji imzaları buraxırlar.

Əvvəlki üsullar ya radioaktivliyin miqdarını ölçməkdə, ya da hansı radioaktiv atomların mövcud olduğunu müəyyən etməkdə yaxşıdır – hər ikisi deyil. Nümunəni bir dəfə tam xarakterizə etmək bir çox texnikanın istifadəsini tələb edirdi. Bunun əksinə olaraq, DES həm radioaktiv elementləri müəyyən edir, həm də onların radioaktivlik səviyyəsini ölçür.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1752043228&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-individual-radioactive-decays-enables-faster.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1752043228353&bpp=2&bdt=133&idt=-M&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752043142%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752043142%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1752043142%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8541563807286&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2195&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353386%2C95362656%2C95365225%2C95365234%2C31093334%2C95359266%2C95365121%2C95365797&oid=2&pvsid=2122746036841627&tmod=1772096815&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=123

Sürətli aşkarlama və ölçmə

Tədqiqatçılar radioaktiv maye ilə dolu bir barellə qarşılaşdıqda, onlar sirli maddəni müəyyən etməli və onu təhlükəsiz şəkildə atmaq üçün mövcud olan radionuklidlərin miqdarını ölçməlidirlər. Bir qayda olaraq, bu proses aylar çəkə bilər, lakin keçid kənarı sensoru bu vaxtı əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

“Nəticələri aylarla gözləmək əvəzinə, biz indi kiçik bir nümunədən cəmi bir neçə gün ərzində tam radioaktivlik profilini əldə edə bilərik” dedi Fitzgerald.

Ənənəvi olaraq, radioaktivliyin ölçülməsi izləyicilər və ya kalibratorlar adlanan əlavə materiallardan istifadə etməklə çoxsaylı üsullar və mürəkkəb prosedurlar tələb edirdi. Bununla belə, yeni üsul bu əlavə materiallara ehtiyac olmadan hətta kiçik nümunələrin dəqiq ölçülməsinə imkan verən sadələşdirilmiş yanaşma təklif edir. Bu, alimlərə ictimai sağlamlıq və təhlükəsizliyə təsir edən radioaktiv materialları daha yaxşı izləməyə, istifadə etməyə və mühafizə etməyə imkan verir.NIST tədqiqatçısı Rayan Fitzgerald radioaktiv mənbədə radioaktiv parçalanma hadisələri nəticəsində buraxılan enerjini aşkar etmək üçün TES-dən istifadə etməyə hazırlaşarkən, indium topunu keçid kənarı sensoru (TES) çipinə yerləşdirir. Kredit: NIST

Radioaktivlik analizində inkjet dəqiqliyi

Tədqiqatçılar öz metodlarında qramın 1 milyonda birindən az miqdarda radioaktiv məhlulu nazik qızıl folqalara diqqətlə paylamaq üçün xüsusi inkjet cihazından istifadə edirlər. Bu qızıl folqaların səthi metrin milyardda bir hissəsi olan kiçik məsamələrlə nöqtələnmişdir. Bu nanoməsamələr radioaktiv məhlulun kiçik damcılarını udmağa kömək edir.

Mürəkkəb püskürtmə vasitəsi ilə buraxılan məhlulun kütləsini dəqiq ölçməklə və sonra qızıl folqa üzərində qurudulmuş nümunənin radioaktivliyini ölçməklə tədqiqatçılar nümunənin vahid kütləsi üçün radioaktivliyi və ya “kütləvi aktivliyi” hesablaya bilərlər. Bu inkjet metodu onlara çox az miqdarda radioaktiv materialla işləməyə və hələ də onun radioaktivliyini dəqiq ölçməyə imkan verir.

Potensial tətbiqlər genişdir. Tibbdə bu texnologiya xərçəngin müalicəsində istifadə olunan radioaktiv dərmanların saflığını və potensialını təmin etməyə kömək edə bilər. Nüvə enerjisi üçün o, təkrar emal olunmuş yanacağın radioaktiv tərkibini tez bir zamanda müəyyən edə bilər, yeni qabaqcıl reaktorların inkişafını sürətləndirə bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

TrueBq: Radioaktivliyin ölçülməsinin yenidən təyin edilməsi

Yeni bildirilmiş tədqiqat radioaktivliyi necə izlədiyimizi və xarakterizə etdiyimizi dəyişdirmək üçün True Becquerel (TrueBq) layihəsi kimi tanınan daha böyük səyin ilk addımıdır. Layihənin adı radioaktivliyi kəşf edən fransız fiziki Henri Becquerelin şərəfinə radioaktiv parçalanmanın ölçülməsi vahidindən götürülüb.

Daha geniş TrueBq layihəsi kompleks qarışıqlar da daxil olmaqla, geniş spektrli radioaktiv maddələri idarə edə bilən daha əhatəli ölçmə sistemini inkişaf etdirmək məqsədi daşıyır. O, radioaktiv materialların kütləvi aktivliyini görünməmiş dəqiqliklə ölçmək üçün dəqiq kütlə balansı sistemini TES cihazı ilə birləşdirəcək.

Bu yeni yanaşma, tez-tez bir çox metodlar, kimyəvi emal və kimyəvi izləyicilərin və standartların istifadəsini əhatə edən ənənəvi iş axınları üzərində əhəmiyyətli təkmilləşdirməni təmsil edir. Ölçmə prosesini sadələşdirərək, TrueBq-nin təhlil üçün tələb olunan vaxtı azaltmaqla eyni zamanda dəqiqliyi artırması gözlənilir.

TrueBq layihəsi vasitəsilə hazırlanmış yeniliklər NIST-in müştərilərinə səmərəli xidmət göstərmək qabiliyyətini artıra bilər. NIST, kalibrləmə, standart istinad materialları (SRM) və bacarıq testi daxil olmaqla, müştəri yönümlü müxtəlif ölçmə xidmətləri təklif edir. Bütün bu xidmətlər sadələşdirilmiş iş axınından, əlavə məlumatlardan və TrueBq texnologiyasının potensial olaraq təmin edə biləcəyi azaldılmış qeyri-müəyyənliklərdən faydalanır.

TrueBq-un hazırkı diqqəti NIST-in özündə ölçmələri təkmilləşdirmək olsa da, tədqiqatçıların texnologiya üçün uzunmüddətli istəkləri var. Gələcəkdə onlar tibb, ətraf mühitin təmizlənməsi və nüvə tullantılarının idarə olunması kimi sahələrdə kritik tətbiqlər üçün NIST-dən kənarda tətbiq oluna bilən sistemin daha portativ və istifadəçi dostu versiyalarını hazırlamağa ümid edirlər.

Ətraflı məlumat: Ryan Fitzgerald və digərləri, Mikroqram inkjet qravimetriyası və çürümə enerjisi spektrometriyasından istifadə edərək Am-241 məhlulunun ilkin aktivliyinin ölçülməsi, Metrologiya (2025). DOI: 10.1088/1681-7575/adecaa

Jurnal məlumatı: Metrologiya 

Milli Standartlar və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir