Scintillateurs poreux pour détecter la radioactivité en fluide
Radioactivity in fluids detection with porous scintillator
Christophe Dujardin (équipe Luminescence), en collaboration avec des collègues de Lyon, Cracovie et Saclay, a publié un article intitulé "Design and application of high optical quality YAG:Ce nanocrystal-loaded silica aerogels" dans la revue ACS Applied Materials and Interfaces.
Christophe Dujardin (team Luminescence), in collaboration with colleagues from Lyon, Krakow and Saclay, published an article entitled "Design and application of high optical quality YAG:Ce nanocrystal- loaded silica aerogels" in the journal ACS Applied Materials and Interfaces.
La technologie actuelle pour la mesure de radioactivité de liquides utilise des scintillateurs liquides, utilisant un mélange solvant - molécules fluorescentes. Pour la mesure des gaz radioactifs, il n’existe pas de technologie facilement déployables à grande échelle.
Nous démontrons dans cet article qu’en synthétisant un scintillateur largement poreux, il est possible de mesurer la radioactivité de fluides. Le démonstrateur a été préparé en dispersant à plus de 50% en masse des nanocristaux de YAG:Ce, un scintillateur efficace à l’état de monocristal, dans un aerogel de silice. Le matériau poreux ainsi produit présente un large rapport surface/volume très favorable à la détection des rayonnements beta issue des gaz. Les premières mesures en condition de métrologie sur un gaz contenant du ⁸⁵Kr ont validé la preuve de concept permettant de considérer cette approche comme très prometteuse.
Nous démontrons dans cet article qu’en synthétisant un scintillateur largement poreux, il est possible de mesurer la radioactivité de fluides. Le démonstrateur a été préparé en dispersant à plus de 50% en masse des nanocristaux de YAG:Ce, un scintillateur efficace à l’état de monocristal, dans un aerogel de silice. Le matériau poreux ainsi produit présente un large rapport surface/volume très favorable à la détection des rayonnements beta issue des gaz. Les premières mesures en condition de métrologie sur un gaz contenant du ⁸⁵Kr ont validé la preuve de concept permettant de considérer cette approche comme très prometteuse.
Current technologies to measure the radioactivity of liquids use a liquid scintillator combining a solvent such as toluene with fluorescent molecules. For the analysis of radioactive gases, on the other hand, hardly any widely deployable technologies are existing.
In this paper, we describe the synthesis of a porous scintillator capable of detecting beta-radioactivity in fluids. We have succeeded in dispersing nanocrystals of YAG:Ce, a well-known bulk scintillator, in a silica aerogel up to an enrichment of about 50% mass; the resulting porous material shows a high surface-to-volume ratio, which favors detection of beta radiation in gases. As a proof of concept, we demonstrate the detection capabilities of this promising novel approach in a metrologic environment based on ⁸⁵Kr.
In this paper, we describe the synthesis of a porous scintillator capable of detecting beta-radioactivity in fluids. We have succeeded in dispersing nanocrystals of YAG:Ce, a well-known bulk scintillator, in a silica aerogel up to an enrichment of about 50% mass; the resulting porous material shows a high surface-to-volume ratio, which favors detection of beta radiation in gases. As a proof of concept, we demonstrate the detection capabilities of this promising novel approach in a metrologic environment based on ⁸⁵Kr.
ACS App. Mat. Inter