Синтезировано твёрдое вещество, регистрирующее тепловой поток нейтронов
Стабильное твёрдое вещество, которое впервые смогли синтезировать учёные, стало основой для создания полупроводникового детектора нейтронов. Это изобретение уже было испытано с помощью тестирующих машин, выяснилось, что оно способно регистрировать напрямую поток тепловых нейтронов. Такой детектор хорош тем, что обладает высокой чувствительностью и довольно компактными размерами, а это, в свою очередь, очень ценные характеристики для создания различных лабораторных приборов и оборудования специального назначения в различных областях наук, например ядерной медицины, астрофизики и даже в обеспечении безопасности.
На сегодняшний день детектор является поистине новейшим изобретением, поскольку тепловые нейтроны, в целом, довольно трудно зафиксировать. Причиной затруднений служит несовершенный метод регистрирования, который заключается в первичном поглощении потока нейтронов ядрами элементов с последующим испусканием заряженных частиц. К тому же, ранее созданные приборы функционировали на счётчиках, заполненных гелием-3, или сцинтилляторах. Но поскольку гелий-3 — это далеко недешёвый и редкий изотоп, а сцинтилляторы не могут самостоятельно регистрировать свечение, то, таким образом, раннее оборудование, регистрирующее тепловые нейтроны, было слишком несовершенным.
Взяв за основу соединения из индия, фосфора, лития и селена, ученым удалось разработать принципиально новый детектор. Соединение LiInP2Se6 используется в нем в виде плоских слоев, и оно напрямую детектирует нейтроны. Уже внутри самого полупроводникового соединения происходит их поглощение и регистрация. Учёные отмечают, что ключевым элементом, который использовался в высокой концентрации изотопов, стал литий-6. Им было обогащено фактически 95% синтезированного вещества, в результате чего стала явной реакция распада лития-6 на гелий-4 и тритий. Эти продукты распада аккумулируют в себе огромное количество кинетической энергии — около 5 мегаэлектронвольт, и выступают в качестве источников свободных зарядов. Воздействуя на них определенным полем, они регистрируют перемещающиеся заряды как электрический сигнал. Таким образом, весь материал оказался способным на детектирование даже самых незначительных потоков нейтронов, исходящих от плутониевого источника. Скорость регистрации потока также было неожидаемо высокая — всего несколько наносекунд с начала испытаний.
