Un rivelatore di radiazioni altamente scalabile a base di nanoparticelle di perovskite utile per applicazioni in settori quali energia, spazio e diagnostica medica e capace di interagire con la radiazione ad alta energia in modo efficiente e duraturo e di resistere agli elevatissimi livelli di radioattività presenti all’interno dei reattori nucleari e dei grandi acceleratori di particelle.
Si tratta del nuovo risultato della collaborazione tra Università di Milano-Bicocca, ENEA, Istituto dei Materiali per l’Elettronica e il Magnetismo (IMEM) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e Università Jiao Tong di Shanghai.
I dispositivi sono in grado di interagire con la radiazione ad alta energia resistendo agli elevatissimi livelli di radioattività presenti all’interno dei reattori nucleari e dei grandi acceleratori di particelle.
La capacità di mantenere alta efficienza di rivelazione in condizioni così proibitive, è alla base della durata operativa degli esperimenti che hanno portato a scoperte sensazionali sull’origine dell’Universo, ad esempio. Altre possibili applicazioni possono esser nelle sonde per l’esplorazione spaziale profonda e nello sviluppo di reattori nucleari di nuova generazione, attività per le quali è necessario un monitoraggio costante in ambienti con livelli di radioattività ostili.
Grazie alle conoscenze trasversali presenti all’interno del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, gli scienziati hanno dimostrato che le nanoparticelle di perovskite ad alogenuri di piombo mantengono la loro efficienza di scintillazione in condizioni estreme (gli scintillatori sono materiali che emettono luce a seguito dell’interazione con raggi X), con livelli di radiazione paragonabili a quelli accumulati dalle pareti interne di un reattore nucleare, o all’interno di Large Hadron Collider del CERN di Ginevra, nell’arco di un anno di attività.
Una scoperta che apre ufficialmente le porte alle nanotecnologie nello sviluppo di rivelatori ad alte prestazioni, utilizzabili in studi di frontiera nella fisica nucleare e per applicazioni in contesti inaccessibili con gli approcci tradizionali.
Il lavoro è consultabile su Nature Photonics con il titolo “Extreme γ-ray radiation hardness and high scintillation yield in perovskite nanocrystals” (DOI: 10.1038/s41566-022-01103-x).
