Les centrales nucléaires peuvent résister à la plupart des intempéries et n'émettent pas de gaz à effet de serre nocifs. Cependant, le trafic des matières nucléaires pour les alimenter en combustible reste un problème grave alors que la technologie de sécurité continue de se développer.

Deux physiciens travaillant à l'Université de Floride et au Pacific Northwest National Laboratory, Paul Johns et Juan Nino, mené des recherches pour renforcer la sécurité nucléaire mondiale en améliorant les détecteurs de rayonnement. Selon eux, l'amélioration des détecteurs de rayonnement nécessite l'identification de meilleurs matériaux de capteur et le développement d'algorithmes plus intelligents pour traiter les signaux des détecteurs. Ils discutent de leur travail cette semaine Journal de physique appliquée .

« Les utilisateurs finaux de détecteurs de rayonnement n'ont pas nécessairement une formation en physique leur permettant de prendre des décisions en fonction des signaux qui entrent, " a déclaré Johns. " Les algorithmes utilisés pour stabiliser l'énergie et identifier les isotopes radioactifs à partir d'un spectre de rayons gamma sont donc essentiels pour rendre les détecteurs utiles et fiables. Lorsque les capteurs peuvent fournir une meilleure résolution de signal, les algorithmes sont capables d'informer plus précisément les utilisateurs sur les sources de rayonnement dans leur environnement."

Actuellement, aucun détecteur de rayonnement n'est parfait pour chaque application. Avec la taille, résolution des signaux, poids, et le coût étant tous des facteurs, concevoir le détecteur idéal s'est avéré être un défi majeur.

Johns et Nino ont examiné une liste de composés potentiels pour les détecteurs à semi-conducteurs à température ambiante, qui n'ont pas besoin de refroidir un capteur à des températures cryogéniques pour fonctionner correctement, et identifié plusieurs candidats de choix. Lors du choix entre les composés, les auteurs ont considéré le coût, praticité et efficacité de chacun.

Après avoir évalué une liste diversifiée de plus de 60 candidats pour les composés semi-conducteurs alternatifs, les auteurs ont conclu que la pérovskite hybride organique-inorganique - un minéral composé principalement de titanate de calcium - a le potentiel le plus fort parmi les composés émergents. Les pérovskites hybrides peuvent être facilement synthétisées et cultivées via une solution en quelques heures à quelques jours seulement, par opposition aux semaines ou aux mois nécessaires pour produire des capteurs conventionnels. Leur rentabilité, rendement et taux de production amènent les auteurs à penser que si leur stabilité peut être améliorée, ces composés seront à la pointe de la recherche sur les détecteurs à semi-conducteurs à température ambiante.

« Empêcher l'utilisation de matières radioactives à des fins nocives est un défi mondial en matière de sécurité nucléaire. Il est essentiel d'équiper les forces de l'ordre et les premiers intervenants des meilleurs détecteurs de rayonnements possibles pour détecter, identifier et, finalement, interdire les menaces radioactives, " dit Johns.

Pour prévenir le terrorisme nucléaire et l'acquisition et l'utilisation d'armes de destruction massive, les capteurs de rayonnement doivent continuer à être mis à jour. Johns et Nino sont impatients d'améliorer la sécurité mondiale en améliorant les composés semi-conducteurs à température ambiante.