p Pesquisadores do Sandia National Laboratories identificaram uma mudança direta na fórmula do plástico detector de radiação. A mudança evita "embaçamento, "que reduz a vida útil dos plásticos usados ​​para detectar material nuclear em trânsito pelos detectores de radiação do Departamento de Segurança Interna dos EUA. p A mudança também se encaixa bem nos processos de fabricação existentes para o plástico, portanto, os fabricantes têm sido capazes de aumentar a produção rapidamente para fazer grandes folhas capazes de substituir os detectores embaçados.

p Esses detectores de radiação são folhas de plástico poliviniltolueno (PVT), 2 polegadas de espessura e 6 a 8 pés de altura, implantado nas vias de tráfego nas portas de entrada. O componente de detecção no plástico é uma molécula fluorescente que brilha quando a radiação atinge o material. Coletores de luz montados na parte superior da folha coletam luz das moléculas brilhantes; a quantidade de luz que eles registram reflete a quantidade e a energia da radiação que atingiu o material, o número de partículas de luz provenientes da molécula fluorescente e a eficiência do transporte de luz através do plástico.

p "Para medições confiáveis ​​de radiação, é de extrema importância que o material seja opticamente transparente e permaneça assim por décadas, "O cientista de materiais da Sandia, Nick Myllenbeck, disse.

p Contudo, analistas que usam PVT notaram que o desempenho de detecção de radiação do plástico estava começando a se degradar depois que o plástico passou alguns anos no campo. A olho, eles viram o que pareciam ser gotículas de névoa se formando dentro do material. Essas gotículas espalharam a luz das moléculas brilhantes e impediram que parte da luz chegasse aos detectores, reduzindo a sensibilidade do detector ao longo do tempo.

p Microscopia revela fonte de névoa

p Para descobrir como evitar esse embaçamento, Pesquisadores Sandia, trabalhando com colegas da Lawrence Livermore, Laboratórios nacionais do Noroeste do Pacífico e Oak Ridge, primeiro precisava saber como a névoa se formou. Eles suspeitaram que ele apareceu no material de forma muito semelhante ao que acontece no ar - pela condensação da água à medida que a temperatura do ar cai durante a noite.

p Os pesquisadores colocaram pequenas amostras do plástico PVT detector de radiação em uma câmara úmida e alternaram a temperatura de quente para fria para imitar as temperaturas diurnas e noturnas. As amostras absorveram apenas cerca de 0,03% de água em massa, mas durante os ciclos de resfriamento, os pesquisadores viram as gotículas semelhantes a névoa aparecerem no material.

p Quando eles examinaram o material em um microscópio óptico, Contudo, eles perceberam que as gotículas eram defeitos em microescala no plástico, causados ​​pela água condensada absorvida do ar.

p Eles finalmente perceberam que os defeitos se formaram em duas fases. Durante os primeiros ciclos de aquecimento e resfriamento, os defeitos semelhantes a névoa parecem ser completamente reversíveis ao aquecer ou secar o plástico. Contudo, se a água permanecer no plástico e o material passar por ciclos de temperatura suficientes, os defeitos crescem e se tornam permanentes. Ambos os tipos de defeitos podem afetar adversamente o desempenho dos cintiladores de plástico no campo, Myllenbeck observou.

p Fórmula anti-embaçante fácil para os fabricantes produzirem em escala

p Assim que os pesquisadores souberam como a névoa se formou, eles levantaram a hipótese de que poderiam adicionar um componente químico ao plástico para evitar a formação de defeitos internos por água. Cientistas de materiais de Sandia e Lawrence Livermore, compartilhamento de financiamento do Departamento de Segurança Interna do Escritório de Combate às Armas de Destruição em Massa, experimentou vários aditivos para estabilizar a água por meio de ligações de hidrogênio ao aditivo.

p Na Sandia, Myllenbeck e seus colegas começaram com a fórmula PVT atual e adicionaram um ingrediente:um aditivo disponível comercialmente que pode interagir favoravelmente tanto com a água quanto com a matriz de plástico. Quando eles testaram o novo material sob condições de temperatura e umidade aceleradas, os pesquisadores não viram nenhum sinal de embaçamento após dezenas de ciclos. Em contraste, o plástico padrão embaçava severamente após apenas um ciclo. Myllenbeck suspeita que a água dentro do plástico se agarra ao aditivo e não a outras moléculas de água, que evita a formação de gotículas, e, portanto, defeitos de dispersão de luz.

p "Essa mudança de ingrediente é uma grande vantagem para os fabricantes, "ele disse." Eles só precisam adicionar uma pequena quantidade deste composto à fórmula existente, com pequenas modificações de processo, para produzir um material não entupido com desempenho idêntico ao plástico existente. "

p Como demonstração de escalabilidade, uma propriedade que anteriormente havia iludido a equipe de vários laboratórios, um fabricante de PVT trabalhando com a equipe multilab produziu várias peças em escala 2/3 com a nova fórmula. Eles planejam nos próximos meses fazer painéis em grande escala adequados para implantação em campo, Myllenbeck adicionado.