Научници од американскиот Национален институт за стандарди и технологија (NIST) измериле со досега невидена прецизност рендгенско зрачење што го испуштаат плутониумот, ураниумот и нептуниумот. Резултатите можат да помогнат во попрецизно следење на количината и составот на нуклеарните материјали.
При процената на нуклеарните залихи, истражувачите ги анализираат карактеристичните шеми на гама-зрачење од радиоактивните елементи. Проблемот е што дел од нив испуштаат и рендгенски зраци со слични енергии, кои го прикриваат важниот сигнал.
За да го издвојат овој „шум“, тимот употребил низи од квантни сензори познати како сензори со транзиционен раб. Тие функционираат како исклучително чувствителни термометри: суперспроводлив филм се одржува на температура само малку над апсолутната нула.
Кога во сензорот ќе удри рендгенски фотон, тој предизвикува минимално загревање и нагло ја менува електричната отпорност на филмот. Бидејќи промената зависи од енергијата на фотонот, сензорот овозможува многу прецизно мерење на рендгенското зрачење.
Во релевантниот енергетски опсег, новите мерења ја намалиле неизвесноста за енергијата на рендгенските зраци за три до осум пати во споредба со претходните резултати. Така, рендгенската компонента може попрецизно да се одземе од гама-сигналот.
Подобрата анализа е важна за утврдување на односот меѓу изотопите — атоми на истиот елемент со различен број неутрони. На пример, природниот ураниум содржи околу 0,7 проценти ураниум-235, додека горивото за реактори бара поголема концентрација, а материјалот за оружје значително повисока. Токму ваквите односи можат да укажат на намената и составот на материјалот.
Побрзите мерења би можеле да го намалат времето на чекање во нуклеарните централи, каде што составот на горивото се проверува во повеќе фази од процесот. Тоа потенцијално би придонело за поголема ефикасност и пониски трошоци.
Сепак, сензорите мора да се ладат на температури блиски до апсолутната нула, па нивниот систем за ладење засега не е погоден за рачна употреба. NIST веќе има поставено вакви детектори во неколку истражувачки и владини лаборатории, а работи и на нивно поедноставување, минијатуризација и намалување на цената.
