據(jù)外媒報(bào)道，由于將光子轉(zhuǎn)化為電能的令人印象深刻的能力，鈣鈦礦晶體在太陽(yáng)能領(lǐng)域迅速獲得了名聲。但科學(xué)家們現(xiàn)在調(diào)整了這一過(guò)程轉(zhuǎn)而捕捉中子，進(jìn)而使之成為一種有效的檢測(cè)放射性物質(zhì)泄漏的探測(cè)器。

鈣鈦礦是一種具有晶體結(jié)構(gòu)的礦物，這使得它們?cè)诟庾酉嗷プ饔脮r(shí)非常有效。最引人注目的應(yīng)用是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，它的效率在10年多一點(diǎn)的時(shí)間里爆炸式增長(zhǎng)，單獨(dú)達(dá)到25.5%，跟硅搭配則達(dá)到29.15%。

但它們的用途可能遠(yuǎn)不止于光發(fā)電。同樣的機(jī)制也可以用作光傳感器--如果設(shè)備發(fā)出一束電，那么光就會(huì)從某個(gè)地方進(jìn)來(lái)?，F(xiàn)在，一組研究人員已經(jīng)將這個(gè)過(guò)程超越光子應(yīng)用到一種新型的亞原子粒子--中子上。自由中子是通過(guò)核反應(yīng)釋放出來(lái)的，因此可以利用鈣鈦礦為基礎(chǔ)的裝置來(lái)檢測(cè)核電站的泄漏或不恰當(dāng)?shù)貎?chǔ)存或運(yùn)輸放射性物質(zhì)。

本想研究中使用的鈣鈦礦是一種叫做methylammonium lead tri-bromide的化合物。這種材料的晶體暴露在中子源下會(huì)產(chǎn)生足夠微小的電流。中子穿透晶體原子的原子核，從而使它們進(jìn)入更高的能量狀態(tài)。而這很快衰變?yōu)橘ゑR射線，從而給鈣鈦礦充電并產(chǎn)生可測(cè)量的電流。

問(wèn)題是，這種電流太小了，以至于沒(méi)有多大的實(shí)際用途。因此，研究小組通過(guò)添加一層薄金屬釓來(lái)增強(qiáng)它，這種金屬釓達(dá)到了比鈣鈦礦本身更高的能量狀態(tài)從而產(chǎn)生更多的伽馬光子以及更強(qiáng)大的電流。然后可以通過(guò)碳電極傳送到電壓表或電流表中。

在最終版本的探測(cè)器中，研究人員在釓箔周?chē)L(zhǎng)鈣鈦礦晶體進(jìn)而使后者完全被前者所吞沒(méi)。這進(jìn)一步增強(qiáng)了信號(hào)，甚至可以測(cè)量中子流的方向和大小，并且所用的材料還有其他優(yōu)點(diǎn)。

該研究的論文作者László Forró表示：這很簡(jiǎn)單，很便宜，也很劃算。這是一個(gè)原理的證明，它是有效的?，F(xiàn)在我們可以考慮一個(gè)非常高效的探測(cè)器的配置。”

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 鈣鈦礦晶體 輻射 探測(cè)器