Si estás registrado

No podrás conectarte si excedes diez intentos fallidos.

Si todavía no estás registrado

La Agencia SINC ofrece servicios diferentes dependiendo de tu perfil.

Selecciona el tuyo:

Periodistas Instituciones
Si estás registrado

No podrás conectarte si excedes diez intentos fallidos.

Si todavía no estás registrado

La Agencia SINC ofrece servicios diferentes dependiendo de tu perfil.

Selecciona el tuyo:

Periodistas Instituciones
Tecnología de materiales

Centelleadores para detectar radiación ionizante

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC) y el Centro Nacional de Aceleradores han desarrollado un sistema luminiscente de multicapas que permite identificar partículas cargadas según el color de la 'luz' emitida.

Cuando un haz de partículas cargadas interacciona con el apilamiento, deposita energía en las diferentes capas de manera distinta dependiendo de la energía y tipo de partícula incidente. Una parte de la energía depositada en cada capa se emitirá en forma de luz, siendo el color de esta luz diferente para cada capa. / CNA e Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla

La fluencia y energía de la radiación de haces de partículas cargadas se controlan utilizando diversos sistemas tales como células de ionización, películas radiocromáticas o pantallas de fósforo acopladas a fotodiodos. En general, se trata de sistemas de monitorización de la radiación que son empleados en equipos tales como aceleradores de partículas o ciclotrones donde se producen radiofármacos, tal y como ocurre en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA). Otras instalaciones que requieren estos sistemas de detección de radiación son los reactores de fusión, donde las pérdidas de iones rápidos son claves para el correcto funcionamiento de estos reactores.

Por su parte, un material luminiscente es aquél que emite en forma de luz, parte de la energía que se deposita en él. En este contexto, científicos del CNA y el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC) han desarrollado un dispositivo de multicapas luminiscente donde cada capa consiste en una lámina de alta calidad óptica formada por óxidos transparentes dopados con tierras raras con una emisión luminiscente característica (un color emitido característico).

Una parte de la energía depositada en cada capa del dispositivo se emite en forma de luz, siendo su color diferente para cada capa

“Cuando un haz de partículas cargadas (electrón, protones, partículas α, etc.) interacciona con el apilamiento, deposita energía en las diferentes capas de manera distinta dependiendo de la energía y tipo de partícula incidente. Una parte de la energía depositada en cada capa se emitirá en forma de luz, siendo el color de esta luz diferente para cada capa”, señala uno de los autores del CNA, Francisco J. Ferrer.

De este modo, realizando el diseño conveniente de la multicapa (espesor de cada capa, tipo de luminiscente, etc.), se puede relacionar de manera unívoca el color emitido con un determinado tipo y energía de partícula cargada.

Los investigadores, que han publicado su último estudio en la revista Sensors & Actuators: A. Physical, han diseñado y fabricado dos dispositivos para ilustrar las capacidades de estos nuevos tipos de detectores. Así han evaluado la energía cinética de haces de electrones de unos pocos kiloelectronvoltios o partículas alfa de unos pocos megaelectronvoltios, si bien el concepto se puede extender a otras partículas y rangos de energía.

Monitorizar energía de haces de partículas cargadas

Este estudio se ha revelado como un enfoque poderoso y simple para el monitoreo de energía de haces de partículas cargadas, ya sea iones (es decir, basado en la detección de luminiscencia iónica) o electrones (es decir, catodoluminiscencia).

También se ha comprobado que estos dispositivos pueden diseñarse 'a la carta' de acuerdo con el rango de energía y el tipo de partículas que se detectarán. Las señales emitidas desde tales detectores multicapa pueden recolectarse fácilmente en espectrómetros adecuados, y la señal espectral puede analizarse cuantitativamente usando como referencia los espectros característicos de cada capa luminiscente apilada en el dispositivo.

Además, se ha demostrado que el concepto fotónico multicapa desarrollado en este estudio es totalmente compatible con detectores de color simples (incluido el ojo desnudo), donde, para determinados rangos de energías cinéticas, es posible una alta resolución en este parámetro seleccionando un apilamiento adecuado.

Referencia bibliográfica:
"Colorimetric energy sensitive scintillator detectors based on luminescent multilayer designs". F.J. Ferrer, J. Gil-Rostra, A.R. Gonzalez-Elipe, F. Yubero. Sensors & Actuators: A. Physical 272, 217-222 (2018)DOI: 10.1016/j.sna.2018.01.062

Fuente: Centro Nacional de Aceleradores
Derechos: Creative Commons
Artículos relacionados
Alt de la imagen
Chips en óvulos para estudiar las primeras fases del desarrollo

Científicos españoles y británicos han logrado inyectar diminutos sensores, más finos que un coronavirus y con una forma que recuerda a los paneles solares de la estación espacial internacional, dentro de óvulos vivos. La manera en que se doblan estos chips permite medir las fuerzas que se generan desde que entra el espermatozoide hasta que el embrión se divide en dos células.

Alt de la imagen
Cómo manipular nanoluz en varias frecuencias

Científicos de la Universidad de Oviedo y el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología han descubierto un método para controlar la frecuencia de la luz en la nanoescala intercalando átomos de sodio en los llamados materiales de van der Waals. El avance se podría aplicar en tecnologías de la información y sensores biológicos de alta sensibilidad.