Une équipe de chercheurs industriels et universitaires a montré que des nanoparticules d'une taille inférieure à 10 nanomètres - environ la largeur d'une membrane cellulaire - peuvent être incorporées avec succès dans des dispositifs de scintillation capables de détecter et de mesurer une large gamme d'énergie de rayons X et de rayons gamma émis. par des matières nucléaires.
L'étude de preuve de concept, décrit dans le Journal de physique appliquée , suggère que les « nanocristaux » – des nanoparticules regroupées pour imiter les cristaux densément emballés traditionnellement utilisés dans les dispositifs à scintillation – pourraient un jour produire des détecteurs de rayonnement faciles et peu coûteux à fabriquer, peut être produit rapidement en grande quantité, sont moins fragiles, et capturer la plupart des énergies de rayons X et gamma nécessaires pour identifier les isotopes radioactifs. Des études antérieures ont montré que lorsque les rayons X ou les rayons gamma frappent ces miniatures, scintillateurs non cristallins, certains atomes en leur sein sont élevés à un niveau d'énergie plus élevé. Ces atomes se désexcitent et dégagent leur énergie sous forme de photons optiques dans les régions visible et proche du visible du spectre électromagnétique. Les photons peuvent être convertis en impulsions électriques, lequel, à son tour, peut être mesuré pour quantifier les rayons X et gamma détectés et aider à localiser sa source.
Dans la dernière expérience, les chercheurs ont suspendu des nanoparticules d'halogénure de lanthane et de tribromure de cérium (chargées à des concentrations de 5 % et 25 %) dans de l'acide oléique pour créer des scintillateurs nanocomposites d'une taille comprise entre 2 et 5 nanomètres. Par rapport aux modèles informatiques et aux données d'études antérieures, les détecteurs nanocomposites se sont bien assortis dans leur capacité à discerner les rayons X et le rayonnement gamma. Par rapport à un système de détection de rayonnement existant de taille similaire qui utilise du plastique, le nanocomposite chargé à 25 % s'est mieux comporté que les 5 % chargés, mais n'était toujours qu'environ la moitié de son efficacité. Par conséquent, les chercheurs concluent que davantage de travail est nécessaire pour affiner et optimiser leur système « nanocristal ».
