Обнаружение нейтронных сигналов есть действенным способом, дабы идентифицировать атомное оружие и особые ядерные материалы. Гелий 3 газа употребляется в датчиках, развернутых в портах с целью этого.
Польза? Тогда как гелий 3 газовых завода прекрасно для нейтронного обнаружения, это очень редко на Земле. Интенсивный спрос на гелий, 3 газовых датчика практически исчерпали поставку, большинство которой была произведена во время производства атомного оружия в течение прошлых 50 лет.
Не легко воспроизвести, и недостаток гелия, 3 газа вынудили собственную цена сравнительно не так давно взлететь – лишающий возможности развертывать достаточно нейтронных датчиков, дабы выполнить требование, дабы просмотреть все поступающие зарубежные грузовые контейнеры.Гелий 4 есть более богатой формой газа гелия, что есть значительно менее дорогим, но не имеет возможности употребляться для нейтронного обнаружения, по причине того, что это не взаимодействует с нейтронами.
Несколько исследователей Техасского технологического университета во главе с докторами наук Хунсин Цзяном и Джингю Лин информирует на этой неделе в Прикладных Письмах о Физике от AIP Publishing, что они развивали другой материал – шестиугольные полупроводники нитрида бора – для нейтронного обнаружения. Данный материал делает большое количество главных требований для замен датчика газа гелия и может служить недорогой альтернативой в будущем.
Понятие группы было сперва предложено Внутреннему Ядерному Офису Обнаружения Министерства нацбезопасности и взяло финансирование из собственной программы Инициативы Научного изучения шесть лет назад.При помощи шестиугольного бора 43 микрона толщиной 10 обогащенных азотируют слой, несколько создала тепловой нейтронный датчик с эффективностью обнаружения на 51,4 процента, которая есть рекордно большим уровнем для полупроводника тепловые нейтронные датчики.«Более высокая эффективность обнаружения ожидается улучшением качества толщины и дальнейшим увеличением материала материалов», растолковали доктор наук Цзян, Центр Нанофотоники и Электрическая & Вычислительная техника, Колледж Whitacre Разработки, Техасский технологический университет.«Отечественный подход применения шестиугольных полупроводников нитрида бора для нейтронного обнаружения сосредотачивается на том, что его бор, у 10 изотопов имеется очень большая вероятность сотрудничества с тепловыми нейтронами», Цзян продолжал. «Это разрешает создать высокоэффективные датчики нейтрона с довольно узкими шестиугольными слоями нитрида бора.
И большая энергетическая запрещенная территория этого полупроводника – 6,5 эВ – дает этим датчикам неотъемлемо низкие плотности тока утечки».Главное значение работы группы? Это – полностью технология и новый материал, которая предлагает множество плюсов.
«Если сравнивать с датчиками газа гелия разработка нитрида бора усиливает работу нейтронных датчиков с позиций эффективности, чувствительности, прочности, универсального форм-фактора, компактности, легкого веса, никакая герметизация…, и это недорого», сообщил Цзян.Это указывает, что у материала имеется потенциал, дабы коренным образом поменять нейтронные разработки датчика.«Вне особого оружия и ядерного обнаружения материалов твердотельные нейтронные датчики кроме этого имеют медицинский, здоровье, вооруженные силы, промышленное применение и окружающая среда», добавил он. «У материала кроме этого имеется применения в глубокой ультрафиолетовой фотонике и двумерных гетероструктурах.
С успешной демонстрацией высокоэффективных датчиков нейтрона мы ожидаем, что он выступит прекрасно для других будущих заявлений».Главные инновации сзади этого нового типа нейтронного датчика развивали шестиугольный нитрид бора с эпитаксиальными слоями достаточной толщины – что ранее не существовал.
«Отечественной группе потребовались шесть лет, дабы отыскать методы произвести данный новый материал с прозрачным качеством и достаточной толщиной для нейтронного обнаружения», отметил Цзян.На базе их опыта, трудящегося с, III-азотируют широкие полупроводники запрещенной территории, несколько знала в начале, что производство материала с высоким прозрачным качеством будет тяжёлым.«Страно нам, что датчик выступает так прекрасно, не обращая внимания на то, что имеется все еще мало простора для совершенствования с позиций значительного качества», сообщил он.
Одно из самых ответственных действий работы группы – то, что «данный новый его потенциал и материал должны начать признаваться радиационными сообществами и полупроводниковыми материалами обнаружения», добавил Цзян.Сейчас, в то время, когда несколько решила проблему производства шестиугольного нитрида бора с достаточной толщиной, и прозрачного качества, дабы разрешить демонстрацию нейтронных датчиков с высокой эффективностью, следующий ход обязан показать высокую чувствительность больших датчиков.
«Эти устройства должны быть способны к обнаружению атомного оружия от десятков расстояний метров на большом растоянии, что требует больших датчиков», добавил Цзян. «Имеется технические неприятности преодолеть, но мы трудимся к данной цели».