Avances tecnológicos en detectores mejorarían la seguridad nuclear global

Publicado 30/07/2019 17:08:18CET
Central Nuclear de Cofrentes (Valencia)
Central Nuclear de Cofrentes (Valencia)EUROPA PRESS - Archivo

   MADRID, 30 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Las centrales nucleares pueden soportar la mayoría de las inclemencias del tiempo y no emiten gases de efecto invernadero nocivos. Sin embargo, el tráfico de materiales nucleares para suministrarles combustible sigue siendo un problema grave a medida que se sigue desarrollando la tecnología de seguridad.

   Dos físicos que trabajan en el Laboratorio Nacional de la Universidad de Florida y el Pacífico Noroeste, Paul Johns y Juan Nino, han realizado una investigación para mejorar la seguridad nuclear global al mejorar los detectores de radiación.

   Según explican en un artículo publicado en el 'Journal of Applied Physics', la mejora de los detectores de radiación requiere la identificación de mejores materiales de sensores y el desarrollo de algoritmos más inteligentes para procesar las señales de los detectores.

   "Los usuarios finales de detectores de radiación no necesariamente tienen un fondo en física que les permita tomar decisiones basadas en las señales que llegan --advierte Johns--. Los algoritmos utilizados para estabilizar la energía e identificar isótopos radiactivos de un espectro de rayos gamma son, por lo tanto, clave para que los detectores sean útiles y confiables. Cuando los sensores pueden proporcionar una mejor resolución de la señal, los algoritmos pueden informar con mayor precisión a los usuarios sobre las fuentes de radiación en su entorno".

   Actualmente, ningún detector de radiación es perfecto para cada aplicación. Dado que el tamaño, la resolución de la señal, el peso y el costo son factores importantes, el diseño del detector ideal ha demostrado ser un gran desafío.

   Johns y Nino examinaron una lista de compuestos potenciales para detectores de semiconductores a temperatura ambiente que no necesitan enfriar un sensor a temperaturas criogénicas para que funcionen adecuadamente, e identificaron varios candidatos principales. Al elegir entre compuestos, los autores consideraron el costo, la practicidad y la eficiencia de cada uno.

   Después de evaluar una lista de más de 60 candidatos para compuestos semiconductores alternativos, los autores concluyeron que la perovskita orgánico-inorgánica híbrida, un mineral que consiste principalmente en titanato de calcio, tiene el mayor potencial entre los compuestos emergentes.

   Las perovskitas híbridas se pueden sintetizar fácilmente a través de una solución en unas pocas horas o como mucho en un par de días, en lugar de las semanas o meses que se requieren para producir sensores convencionales. Su rentabilidad, rendimiento y tasa de producción llevan a los autores a creer que si su estabilidad puede mejorarse, estos compuestos estarán a la vanguardia de la investigación de los detectores de semiconductores a temperatura ambiente.

   "Prevenir que los materiales radiactivos se utilicen con fines dañinos es un desafío de seguridad nuclear global. Equipar a los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley y al personal de primera respuesta con los mejores detectores de radiación posibles es clave para detectar, identificar y, en última instancia, prohibir las amenazas radioactivas", añade Johns.

   Para prevenir el terrorismo nuclear y la adquisición y uso de armas de destrucción masiva, los sensores de radiación deben continuar siendo actualizados. Johns y Nino esperan mejorar la seguridad global mediante mejoras en los compuestos semiconductores a temperatura ambiente.