Egy radioaktív sugárzás mérésére alkalmas ásványcsalád, a perovszkitok tulajdonságait vizsgálták magyar kutatók.

A mérési pontosság megtartása mellett, a sugárzásdetektorok miniatürizálása volt a cél. Többek között az űrkutatás, az atomerőművek és a fúziós reaktorok igényeinek kielégítése érdekében. A debreceni Atommagkutató Intézet (ATOMKI) és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) kutatói a vizsgált perovszkitok felhasználásával készült detektorok alkalmazására nemzetközi szabadalmi beadványt is benyújtottak.

A radioaktív sugárzás életünk természetes része, de érzékszerveinkkel nem érzékeljük.

A radioaktivitás jelenségét 1896-ban fedezték fel. A sugárzások detektálására már a kutatások korai szakaszában előszeretettel használtak úgynevezett szcintillátoranyagokat. Ezek a beérkező részecskékre fényfelvillanással válaszolnak. Az első észlelések még elsötétített szobában, szabad szemmel történtek. A tudósok és segédeik árgus szemekkel figyelték és számlálták a szcintillátoranyaggal bevont ernyőn felvillanó gyenge fényeket, amelyek mind egy-egy részecske beérkezését jelentették.

Viszonylag egyszerű és olcsó megoldásként ma is elterjedt a szcintillációs detektorok használata. Ehhez a megfelelő anyagból átlátszó egykristályokat (más néven egykristályos anyag) növesztenek, amelyek mérete az adott igénynek megfelelően változhat a millimétertől akár a deciméterekig. A kristályban történő felvillanásokat a köré helyezett fényérzékelő elektronikai egységek figyelik. A begyűjtött jelek alakjából a detektált részecske fajtájára, nagyságából pedig a részecske energiájára lehet következtetni. Minél nagyobb a kristály, annál pontosabb információt nyújt a rajta áthaladó vagy benne elnyelődő részecskékről.

Bizonyos alkalmazások esetén azonban szükséges lenne, hogy a szcintillátoranyagból egészen apró detektort lehessen készíteni. Olyat, ami kis mérete ellenére is megbízható adatokat tud szolgáltatni. A cél elérése érdekében a debreceni Atommagkutató Intézet (ATOMKI) és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) kutatói egy manapság egyre nagyobb népszerűségnek örvendő kristályos anyag, a perovszkit tulajdonságait kezdték vizsgálni. Távolabbi tervként megjelölve a hagyományos szcintillációs detektorokkal versenyképes eszközök kifejlesztését.

A perovszkit szó nem egyetlen ásványt jelöl, hanem egy meghatározott szerkezettel bíró, négyszáznál több taggal rendelkező ásványcsaládot.

Ezek közül a magyar kutatók munkájuk során a CsCu₂X₃ és Cs₃Cu₂X₅ (ahol az X lehet Cl-, Br- vagy I- ion) szcintillációs tulajdonságait tanulmányozták. Rendkívül biztató eredményeket kaptak. A kutatómunka során az SZTE szakemberei a fenti réz-alapú perovszkitokból vékonyrétegeket állítottak elő egy általuk kifejlesztett rétegkészítési eljárással. Az elkészült vékonyréteg vastagsága a hajszáléval összemérhető, felülete viszont gyakorlatilag bármekkora lehet. Az ATOMKI kutatói megvizsgálták, hogy az előállított rétegekben milyen fénykibocsátás történik különféle fajtájú és energiájú részecskesugárzások hatására. Külön vizsgálat tárgyát képezte, hogy a perovszkit vékonyréteg hogyan tudja elviselni az extrém körülményeket és az őt érő részecskezáport. A kisméretű detektoroknak ugyanis bírni kell mind a nagyon alacsony (világűr), mind a nagyon magas (reaktorok belseje) hőmérsékletet és nyomást. Ráadásul nem csökkenhet jelentősen a detektor érzékenysége és hatásfoka a detektált részecskék károsító hatása miatt.

A vizsgálatok eredményei szerint a TCH vékonyrétegű perovszkitok alkalmasak töltött részecskék detektálására.

Ugyanakkor érzéketlenek a gamma-sugárzással szemben, ami bizonyos mérési körülmények között kifejezetten előnyös. A kutatók azt remélik, hogy a szcintillátorként korábban még nem alkalmazott anyag új szerepében kiválóan teljesít majd. Kielégítheti az űrkutatás, az atomerőművek vagy akár a fúziós reaktorok szigorú követelményeit és hasznosnak bizonyulhat a környezeti sugárbiztonság területén is. Használata főként ott merülhet fel, ahol mikroszkopikus mennyiségű radioaktív anyag megbízható azonosítására van szükség zavaró háttérsugárzások tengerében.