Detektory latentných stôp v pevnej fáze (SSNTD, z ang. solid-state nuclear track detector) slúžia na pasívnu detekciu ionizujúceho žiarenia. SSNTD sú vhodné pre detekciu ťažkých nabitých častíc, ako sú protóny, alfa častice a ďalšie, prípadne pre detekciu rýchlych neutrónov. Ako materiál detektora môžu byť využité minerály, sklo alebo plasty, v súčasnosti je najviac využívaným materiálom polymér poly-allyl diglykol carbonate (PADC), známy aj pod obchodnou značkou CR-39. Tento materiál je vďaka vysokému obsahu atómov vodíka vhodný mimo iné aj na detekciu rýchlych neutrónov. Princíp fungovania je založený na odovzdávaní energie dopadajúcej častice materiálu detektora. Ťažká nabitá častica pri dopade na povrch detektora spôsobuje zmeny v štruktúre materiálu pozdĺž svojej dráhy a vzniká tzv. latentná stopa o veľkosti v ráde nanometrov. Následne je stopa zväčšená chemickým leptaním na veľkosť v ráde desiatok mikrometrov. Vyleptané stopy a ich počet je možné pozorovať pod optickým mikroskopom. Medzi výhody PADC detektorov patrí napríklad kompaktnosť, možnosť dlhodobého merania (aj niekoľko mesiacov), lineárna odozva pri meraní rýchlych neutrónov a nízka cena. SSNTD z PADC materiálu sú celosvetovo využívané na meranie koncentrácie radónu, vďaka možnosti dlhodobého zhromažďovania signálu od alfa žiarenia. Ďalej sú tieto detektory využívané v osobnej dozimetrii, alebo napríklad pri určovaní parametrov zväzkov častíc pre rádiobiologické účely. Naša skupina využíva PADC detektory typu TASTRAK, v spojení so systémom na leptanie a analýzu od výrobcu Track Analysis Systems Ltd. [1]. Systém pozostáva z termostatickej leptacej vane, sady držiakov z nerezovej ocele, a mikroskopu, prepojeného cez CCD kameru k počítaču so softvérom TASLImage, ktorý slúži k vyhodnocovaniu meraného signálu. Prvé experimenty našej skupiny boli zamerané na overenie vlastností detektorov TASTRAK pri meraní rýchlych neutrónov z PuBe neutrónového zdroja [2], na overenie vplyvov prostredia na odozvu systému, alebo na skúmanie parametrov leptania. V súčasnosti sa venujeme mimo iného meraniu priestorového rozloženia rýchlych neutrónov v okolí neutrónových zdrojov, alebo overeniu odozvy pri použití rôznych radiátorov (napr. PE) a degradérov (napr. hliník). Naša skupina sa tiež zapojila do experimentov, zameraných na zlepšovanie kvality PADC materiálu, v rámci združenia EURADOS. Ďalšou oblasťou, ktorej sa naša skupina venuje, je meranie koncentrácie radónu. Prebiehajú aj kalibračné merania v radónovej komore v spolupráci so slovenským metrologickým ústavom [3].
Obrázok 1: Povrch detektora TASTRAK po meraní rýchlych neutrónov zo zdroja neutrónov PuBe (vľavo) a mikroskop pripojený CCD kamerou k PC s vyhodnocovacím softvérom TASLImage (vpravo).
Literatúra
[1] TRACK ANALYSIS SYSTEMS LTD. [online]. [cit. 2023-11-29]. Dostupné na internete: https://www.tasl.co.uk/
[2] FILOVÁ, Vendula, Branislav VRBAN, Pavol BLAHUŠIAK, Jakub LÜLEY, Štefan ČERBA a Vladimír NEČAS. The acceptance testing of PADC detectors for fast neutron dosimetry using PuBe neutron source. Radiation Physics and Chemistry [online]. 2023, 212 [cit. 2024-1-22]. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2023.111181. ISSN 0969806X.
[3] LÜLEY, J., V. FILOVA, P. BLAHUŠIAK, B. VRBAN, Š. ČERBA, I. BONKOVÁ a V. NEČAS. CR-39 detector-based Radon dosimetry system calibration in the self-decay mode. The European Physical Journal Special Topics [online]. 2023, 232(10), 1493-1500 [cit. 2024-1-12]. DOI: 10.1140/epjs/s11734-023-00876-8. ISSN 1951-6355.