Investigadores da UC desenvolvem nova técnica para detetores de materiais radioativos

Nova técnica para detetores de neutrões térmicos pode aumenta a eficácia na prevenção do contrabando de materiais radioativos. A técnica desenvolvida por investigadores da Universidade de Coimbra (UC) substitui o Hélio-3 por um ‘gás artificial’ com Boro-10.

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Investigadores do LIbPhys, da esquerda para a direita: Fernando Amaro, Cristina Monteiro, Joaquim Santos.
Investigadores do LIbPhys, da esquerda para a direita: Fernando Amaro, Cristina Monteiro, Joaquim Santos. Foto: © UC

Muitos dos detetores de neutrões térmicos usados para prevenir o contrabando de armas nucleares e materiais radioativos, e utilizados em muitos controles fronteiriços, têm vindo a usar um isótopo extremamente raro do conhecido gás Hélio, o Hélio-3.

Uma equipa de investigadores do Laboratório para Instrumentação, Engenharia Biomédica e Física da Radiação (LIbPhys) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em colaboração com investigadores do Paul Scherrer Institute (PSI), na Suíça, desenvolveram uma nova técnica para deteção de neutrões térmicos, que substitui o Hélio-3.

A substituição do Hélio-3 é justificada por Fernando Amaro, principal responsável pelo projeto de investigação, que refere que a forma mais abundante do gás Hélio, o Hélio-4 “é utilizado em aplicações tão variadas como a refrigeração de supercondutores em equipamentos de diagnóstico médico ou o enchimento de balões”, mas o Hélio-3 é raro.

“As reservas de Hélio-3 são extremamente reduzidas. Com a elevada procura por este material, após os ataques do 11 de setembro, estas reduziram-se ainda mais, motivando vários programas de pesquisa por alternativas”, esclareceu o investigador do LIbPhys.

De entre as alternativas ao Hélio-3 os investigadores consideraram que as mais viáveis utilizam materiais sólidos em vez de um gás para a deteção dos neutrões térmicos. No entanto, “devido à natureza dos neutrões, a deteção em meios sólidos tem algumas limitações, nomeadamente eficiência de deteção limitada e resposta pouco eficaz dos sistemas na identificação de um neutrão térmico”, ao contrário do detetor gasoso de hélio-3 que tem melhor sensibilidade para neutrões.

No estudo desenvolvido por Fernando Amaro, Cristina Monteiro e Joaquim Santos, do LIbPhys e investigadores do PSI (PSI), publicado hoje, 9 fevereiro, na revista internacional do grupo Nature, Scientific Reports, é apresentada “uma nova tecnologia que substitui os átomos de Hélio-3 por nanopartículas de Boro, o isótopo Boro-10, um outro material capaz de detetar neutrões térmicos”.

O Boro não existe na forma de gás e apresenta limitações quando aplicado na forma sólida, pelo que para ultrapassar a limitação os investigadores produziram um ‘gás artificial’, “dispersando nanopartículas de Boro num gás comum, criando uma ‘mistura gasosa’ capaz de detetar neutrões térmicos”.

Para os investigadores, refere Fernando Amaro, “é uma ideia simples, mas inovadora e eficaz, com um grande potencial para revolucionar, no futuro, a deteção de neutrões”, dado que apresenta vantagens relativamente às alternativas sólidas.

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