Perovskit kristalleri özellikle güneş enerjisi verimlilikleri nedeniyle son yıllarda çok revaçta. Fakat bilim insanları yeni bir çalışmada perovskiti nötron yakalayıcı olarak ayarlayarak, etkili bir radyasyon dedektörüne çevirdi.
Perovskitler foton etkileşiminde çok etkili bir kristal yapısına sahiptir. Sade perovskit pillerinde verim %25,5 ‘a ulaşırken, silisyumla birleştirildiklerinde verim % 29,15’e kadar çıkabilmektedir.
Araştırmacılar perovskitin foton yakalama özelliğini, nötron yakalama özelliği olarak güncelledi. Nükleer reaksiyonlardan yayılan serbest nötronlar, perovskit tabanlı bir cihazla tespit edilerek, nükleer sızıntılar gözlenebilir. Nükleer tesisler ya da depolanan radyoaktif maddelerden kaynaklanan sızıntılar kolayca tespit edilebilir.
Bu yeni çalışmada perovskitle beraber, metilamonyum kurşun tri bromür bileşiği kullanıldı. Geliştirilen malzeme nötron kaynağına maruz kaldığında, küçük elektrik akımları üretiyor. Nötronlar kristal atomlarının çekirdeğine nüfuz ederek, atomları bir üst enerji haline uyarıyor. Gama ışınlarındaki bu hızlı yarılanma, perovskiti yükleyerek, ölçülebilir bir akım oluşturuyor.
İşte bu aşamadaki asıl problem oluşan akımın pratikte ölçülemeyecek kadar küçük olmasıydı. Bundan dolayı araştırmacılar malzemeye ince bir tabaka gadolinyum metali ekleyerek, perovskitin enerjisini en yüksek hale çıkardı. Bu sayede daha fazla gama fotonu üretilerek daha güçlü bir elektrik akımı üretiliyor. Sonra bu akım karbon elektrottan voltmetre veya ampermetreye taşınabilir.
Araştırmacılar dedektörün son versiyonunda ise perovskit kristalinin gadolinyum folyoda büyüterek, malzemeyi daha derli toplu bir hale getirdi. Bu sayede sinyali daha da büyüterek, nötron akışının büyüklüğü ve yönü ölçülebildi.
Bu ucuz, verimli ve basit dedektör çok daha verimli bir hale getirilebilir. Araştırma Scientific Reports dergisinde yayınlandı.
Kaynak: EPFL
