Radyasyonun yönünü ve kaynağını gösteren mikro sensör geliştirildi

Nükleer enerji yatırımları, küçük modüler reaktör projeleri ve endüstriyel güvenlik sistemlerine yönelik ilgi artarken, radyasyonun hızlı ve doğru biçimde tespit edilmesi kritik bir teknoloji başlığı haline geliyor. Nükleer sızıntıların belirlenmesi, radyoaktif kaynakların izlenmesi ve acil durumlarda riskli bölgelerin haritalandırılması için kullanılan mevcut ölçüm sistemleri çoğu zaman büyük, ağır ve sınırlı kullanım alanına sahip olabiliyor. Vilnius Üniversitesi Fizik Fakültesi Fotonik ve Nanoteknoloji Enstitüsü bünyesindeki Fotoelektrik Olaylar Araştırma Grubu, bu ihtiyaca yönelik üç katmanlı yeni bir mikro dozimetre prototipi geliştirdi. Araştırmacılar, cihazın birkaç gray seviyesinden megagray ölçeğine kadar geniş doz aralıklarında iyonlaştırıcı radyasyonu ölçebildiğini belirtiyor.

 

ÜÇ KATMANLI SENSÖR MİMARİSİ

Projenin teknik mimarisini anlatan Prof. Tomas Čeponis, geliştirilen sensörün bezelyeden bile küçük bir gövdede üç ayrı katmandan oluştuğunu belirtti. Čeponis’e göre her katman, radyasyonla farklı fiziksel mekanizmalar üzerinden etkileşime girerek birbirini tamamlayan veriler sağlıyor. Bu yapı sayesinde cihaz, farklı radyasyon türlerinden gelen sinyalleri ayırt edebiliyor ve dijital olarak analiz edebiliyor. Yönlendirilmiş triplex sensör ve kaynak lokalizasyon metodolojisiyle çalışan sistem, iyonlaştırıcı dalgaların malzemede oluşturduğu mikro kusurları ve yarı iletken parametre değişimlerini anlık veri olarak raporlayabiliyor.

 

PATENTLİ ÜÇLÜ MATRİS TEKNOLOJİSİ

Bilimsel altyapısı ve sinyal okuma döngüsü 2025 yılında patentlenen sensör, üç farklı ölçüm katmanı üzerinden çalışıyor. İlk katman olan sintilatör, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında ışık yayıyor ve harici lazerle aydınlatılıyor. Oluşan ışık sinyalleri optik fiber ağı üzerinden toplanarak spektrofotometreyle ölçülüyor. İkinci katmanda yer alan organik Elektron Spin Rezonansı sensöründen gelen sinyaller, özel bir ESR spektrometresiyle elde ediliyor. Üçüncü katmanı oluşturan yarı iletken fotosensör ise tamamlayıcı bir lazer kaynağıyla uyarılıyor ve bu yüzeydeki mikrodalga tepki dinamikleri analiz ediliyor.

 

RADYASYONUN YÖNÜ VE MESAFESİ HESAPLANABİLİYOR

Araştırma ekibi, üç katmandan gelen sinyallerin birlikte değerlendirilmesiyle radyasyonun dozunu, enerji spektrumunu, geliş yönünü ve kaynağa olan mesafesini hesaplayabildiğini belirtiyor. Sensör füzyonu olarak tanımlanan bu yaklaşım, tek bir ölçüm noktasından daha ayrıntılı veri elde edilmesini sağlıyor. Böylece cihaz yalnızca radyasyon seviyesini ölçen bir dozimetre değil, aynı zamanda radyasyon kaynağının konumunu belirlemeye yardımcı olan yönlendirilmiş bir ölçüm sistemi olarak öne çıkıyor.

 

DRONLARLA UZAKTAN KULLANILABİLECEK

Yeni sensörün dikkat çeken özelliklerinden biri, uzaktan çalıştırılabilir yapıda olması. Mikro boyutlu cihaz, insansız hava araçlarına entegre edilerek radyasyon sızıntısı şüphesi bulunan endüstriyel sahaların insan gücü riske atılmadan taranmasına imkan sağlayabilecek. Bu kullanım, nükleer tesisler, araştırma laboratuvarları, endüstriyel üretim sahaları ve acil müdahale senaryoları için önem taşıyor. Dronlarla yapılacak ölçümler, riskli bölgelere hızlı erişim ve geniş alanların daha güvenli biçimde incelenmesi açısından yeni bir seçenek sunabilir.

 

CERN’DE KULLANILAN TEKNOLOJİDEN GELİŞTİRİLDİ

Geliştirilen prototipin arkasında Vilnius Üniversitesi’nin daha önce yürüttüğü iyonlaştırıcı radyasyon ölçüm çalışmaları bulunuyor. Cihazın değerlendirme teknolojisinin öncülü, Prof. Eugenijus Gaubas liderliğindeki ekip tarafından geliştirilmiş ve Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü CERN’in yüksek enerjili deneysel laboratuvar altyapısında kullanılmıştı. Bu deneyim, yeni sensörün nükleer güç santrallerinde rutin radyoaktivite izleme, sivil savunma uygulamaları ve endüstriyel güvenlik sistemlerinde kullanılabilecek bir teknolojiye dönüştürülmesinin önünü açıyor.

 

NÜKLEER GÜVENLİKTE YENİ KULLANIM ALANI

Vilnius Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği triplex sensör, radyasyon tespitinde küçük boyut, çok katmanlı ölçüm ve uzaktan kullanım özelliklerini bir araya getiriyor. Nükleer tesislerin güvenlik izleme süreçleri, radyoaktif kaynak yönetimi ve acil durum müdahalelerinde daha hassas ve hızlı veri elde edilmesi, bu tür sensörlerin kullanım alanını genişletebilir. Araştırma ekibine göre teknoloji, laboratuvar ölçümlerinin ötesinde saha uygulamalarında da kullanılabilecek bir platform sunuyor.