Efter atomulykken på Fukushima-værket i forbindelse med tsunamien i foråret har et forskerhold med lektor Hidehito Nakamura i spidsen udviklet en såkaldt scintilationsdetektor, der fungerer bedre end de kommercielle detektorer, og som endda er meget billigere at fremstille.

Den væsentligste ingrediens er nemlig lavet af en helt almindelig plastictype, som er i familie med plast til sodavandsflasker, og det betyder, at der kan skæres over 90 procent af fremstillingsomkostningerne til den slags radioaktivitetsdetektorer af plastic.

En scintilationsdetektor eller scintillator er et apparat, som afgiver synligt og målbart lys, når det bestråles med ioniserende stråling som for eksempel gammastråling.

Billig plastic er bedre

Organiske scintillatorer blev udviklet for cirka 60 år siden, og de er kendetegnet ved, at de afgiver mørkeblå fotoner, når de bestråles. De består af plastic, som er iblandet såkaldte wave shifters, som består af kemiske additiver.

»Men fabrikanterne har holdt de kemiske blandinger og mængder hemmelige, og derfor er organiske scintillatorer overordentligt kostbare,« siger forskerne i deres korte, videnskabelige rapport.

De undersøgte derfor en lang række forskellige plastictyper for at se, om de kunne bringes til at scintillere - med meget skiftende succes. Men pludselig en dag stod de med et gennembrud. Det viste sig, at en velkendt plastictype ved navn PEN (polyethylene naphthalate) er en glimrende scintillator, endda helt uden additiver. Plasten reagerer øjeblikkeligt og giver endda lidt kraftigere indikation end de kostbare, organiske scintillatorer, som kan købes på markedet.

Stort marked for radioaktive detektorer

PEN bruges i dag over hele verden til plastictallerkener og plasticbestik. En anden plastictype, PET (polyethylene terephthalate), bruges til sodavandsflasker, og den kan også scintillere, men kun med en fjerdedel af den lysintensitet, som PEN udviser.

PEN har et højt refraktivt indeks, og det betyder, at plasten kan bruges som lysleder. Det giver nogle nye muligheder for at konstruere detektorer, skriver forskerne. Og de forventer, at PEN også er mere kemisk stabilt i længden, fordi der ikke indgår nogen komplekse additiver.

Derfor regner de to forskere med, at den nye strålingsdetektor vil blive købt af både atomindustrien, hospitalerne og af tusinder af privatpersoner, som for nylig er blevet opmærksomme på risikoen fra atomkraftværker. Markedet er stort.

Ikke realistisk for privatpersoner

En dansk ekspert i organiske scintillatorer, seniorforsker Lars René Lindvold fra Risø-DTU's afdeling for strålingsforskning, finder den japanske forskningsartikel meget interessant.

»Det er virkelig en spændende opdagelse. Vi har selv lavet forsøg med materialer i silicone, men PEN-plastic ser rigtig godt ud. Man skal dog lige slå koldt vand i blodet, når det gælder prisen for scintillatorer. Det er meget tænkeligt, at plasticdelen er bliver 90 procent billigere, men det er jo de tilknyttede fotomultiplikatorrør (PMT), som udgør den største omkostning,« siger han.

Han mener derfor ikke, at den nye detektorplastic vil gøre scintillatorer til hvermandseje. Hvis man stiller en blok PEN-plastic i vindueskarmen, vil den lyse pænt blåt, når solen skinner på den. Men det vil være solens ultraviolette lys, der får den til det. Reaktionen på radioaktivitet vil stadig være så svag, at den skal forstærkes med foto-multiplikatorrør.

Dokumentation

Pressemeddelelse fra Japans National Institute of Radiological Sciences
Forskningsartiklen i Euro Physics Letters