Une éponge scintillante pour surveiller les émissions de gaz radioactifs
A scintillating sponge for monitoring radioactive gas emissions
Pavlo Mai, Yannis Cheref et Christophe Dujardin (équipe Luminescence), en collaboration avec des collègues de Lyon et Saclay, ont publié un article intitulé "Real-time detection and discrimination of radioactive gas mixture using nanoporous inorganic scintillators" dans la revue Nature Photonics. Cet article a fait l'objet d'un communiqué de presse du CNRS.
Pavlo Mai, Yannis Cheref and Christophe Dujardin (Luminescence group), in collaboration with colleagues from Lyon and Saclay have published a paper entitled "Real-time detection and discrimination of radioactive gas mixture using nanoporous inorganic scintillators" in the journal Nature Photonics. This article is subject to a CNRS press release.
Un aérogel scintillant permettant des mesures en temps réel et avec une excellente sensibilité de certains gaz radioactifs, essentielles pour surveiller le bon fonctionnement des centrales nucléaires, vient d’être mis au point. Cette méthode propose une alternative à la fois plus rapide et plus économique que les méthodes actuelles, souvent complexes et coûteuses.
La technologie est basée sur un mélange gaz-solide. Elle repose sur la synthèse d'un aérogel d'environ un centimètre d'épaisseur et de quelques centimètres de diamètre, à partir de nanoparticules de matériaux scintillants dont la taille est de l'ordre de 5 nanomètres. Ce composite possède une structure ultraporeuse, semblable à une éponge, constituée à seulement 15 % de solide tout en étant transparent. Cette architecture singulière permet aux gaz de diffuser avec une grande facilité. Lorsque le gaz pénètre dans la cuvette à scintillation et entre en contact avec l'aérogel, celui-ci convertit l'énergie produite par l'émission d'électrons lors de la désintégration des radionucléides en lumière visible. Ce flash lumineux est aussitôt capté par un système de détection ultrasensible, capable de mesurer chaque photon quasi instantanément. Les rendements de détection obtenus sont de 20 % pour le tritium et de presque 100 % pour le krypton. Cette nouvelle approche de détection de gaz radioactifs permet d’envisager un large déploiement de capteurs dédiés à la surveillance des activités nucléaires civiles.
La technologie est basée sur un mélange gaz-solide. Elle repose sur la synthèse d'un aérogel d'environ un centimètre d'épaisseur et de quelques centimètres de diamètre, à partir de nanoparticules de matériaux scintillants dont la taille est de l'ordre de 5 nanomètres. Ce composite possède une structure ultraporeuse, semblable à une éponge, constituée à seulement 15 % de solide tout en étant transparent. Cette architecture singulière permet aux gaz de diffuser avec une grande facilité. Lorsque le gaz pénètre dans la cuvette à scintillation et entre en contact avec l'aérogel, celui-ci convertit l'énergie produite par l'émission d'électrons lors de la désintégration des radionucléides en lumière visible. Ce flash lumineux est aussitôt capté par un système de détection ultrasensible, capable de mesurer chaque photon quasi instantanément. Les rendements de détection obtenus sont de 20 % pour le tritium et de presque 100 % pour le krypton. Cette nouvelle approche de détection de gaz radioactifs permet d’envisager un large déploiement de capteurs dédiés à la surveillance des activités nucléaires civiles.
A scintillating aerogel enabling real-time measurements with excellent sensitivity to certain radioactive gases, essential to monitoring the proper functioning of nuclear power plants, has just been developed. This method proposes an alternative that is both quicker and more economical than the current ones, which are often complex and costly.
It is based on synthesising an aerogel about one centimetre thick and a few centimetres in diameter, using nanoparticles of scintillating materials about 5 nanometres in size. This composite has a highly porous structure similar to a sponge, consisting of only 15% solids, while remaining transparent. This unique architecture allows the gas to diffuse very easily. When the gas penetrates the scintillation vial and comes into contact with the aerogel, the latter converts the energy produced by the emission of electrons during radionuclide decay into visible light. This flash of light is immediately captured by a highly sensitive detection system that can measure each photon almost instantaneously. The detection efficiency was 20% for tritium and nearly 100% for krypton. This new approach to detecting radioactive gas has paved the way for the widespread use of sensors for monitoring civilian nuclear activities.
It is based on synthesising an aerogel about one centimetre thick and a few centimetres in diameter, using nanoparticles of scintillating materials about 5 nanometres in size. This composite has a highly porous structure similar to a sponge, consisting of only 15% solids, while remaining transparent. This unique architecture allows the gas to diffuse very easily. When the gas penetrates the scintillation vial and comes into contact with the aerogel, the latter converts the energy produced by the emission of electrons during radionuclide decay into visible light. This flash of light is immediately captured by a highly sensitive detection system that can measure each photon almost instantaneously. The detection efficiency was 20% for tritium and nearly 100% for krypton. This new approach to detecting radioactive gas has paved the way for the widespread use of sensors for monitoring civilian nuclear activities.
