测量贵重金属的隐藏的危险

除非氡气回家检查中发现,大多数人浑然不知,岩石像花岗岩一样,金属矿石,有些土壤含有天然辐射的来源。在大多数情况下,低水平的辐射并不是一个健康问题。但是一些科学家和工程师担心即使微量的辐射,可以肆虐在敏感设备。半导体行业为例,每年花数十亿源和“擦洗”ultra-trace水平的放射性物质从微芯片,晶体管和敏感的传感器。

现在在美国能源部的化学家太平洋西北国家实验室开发了一个简单而可靠的方法,改变ultra-trace元素是如何分离并检测到。低水平的麻烦的天然放射性元素铀和钍的原子通常隐藏在黄金等贵重金属和铜。异常困难,不切实际,甚至是不可能的,在某些情况下,梳理出多少样本中发现全球铁矿石开采。

然而采购材料非常低水平辐射的自然是必不可少的对于某些类型的敏感仪器和探测器,像那些寻找证据,目前未被发现的粒子,许多物理学家认为实际上包括大部分的宇宙。

“我们真的把信封推检测,“说化学家Khadouja Harouaka。“我们想要测量非常低水平的钍和铀组件在世界上一些最敏感的探测器。它是特别困难的,测量低水平的钍和铀的黄金等贵金属进入这些探测器的电子元件。使用这种新技术,我们可以克服这个挑战,实现检测极限低至10兆分之黄金。”

这就像试图找到一个四叶苜蓿面积约10万英亩的clover-an大于新奥尔良。

粒子碰撞的世界

科学家们找到他们非常罕见的“幸运草”原子从普通原子的巨大的领域通过发送他们的样品通过一系列的隔离室。这些房间首先过滤,然后简单的罕见的原子氧相撞,创建一个“标记”独特的分子量的分子可以被它的大小和电荷分离。

效果就像找到一个方法,将一个氦气球每个目标或钍铀原子,上面漂浮的海洋黄金样品,可以计算。在这种情况下,复杂的计数器是一个质谱仪。这项研究详细刊登在最近一期的《原子光谱的分析。

中央创新是碰撞细胞室,钍和铀的带电原子与氧气反应,增加他们的分子量和允许他们独立于其他重叠信号,可以掩盖他们的存在。

说:“我有一个开心的时刻,格雷格•Eiden原用电专利的发明者碰撞单元,用于执行这些反应,从而减少不必要的干涉仪器读出了一百万倍。“这是这个奇迹化学清除坏的东西你不希望在你的样品,这样你就可以看到你想看到的东西。”

在当前的研究中,Harouaka和她的导师艾萨克Arnquist杠杆Eiden梳理的工作难以察觉的少量放射性原子可能破坏敏感的电子检测设备。

其他用途,创新可以使化学家,由高级药剂师埃里克•霍和他的团队在太平洋西北国家实验室进一步磨练所产生的化学世界的纯粹电铸成形铜。铜形成的一个关键组成部分敏感物理探测器,包括那些用于验证国际核条约。

中微子倾听之旅

斯坦福大学物理学家乔治•Gratta帮助领导一个全球寻求获取证据的宇宙的基本构建块。nEXO实验,现在在计划阶段,正在检测边界的证据,这些难以捉摸的粒子,称为马约喇纳费米子。他们寻求的信号来自极其罕见的事件。此类事件检测,实验要求敏感探测器无杂散辐射的ping介绍材料组成的探测器。包括所需的金属在电子记录的极其罕见的事件触发检测。

“太平洋西北国家实验室是一个全球领先的ultra-trace辐射探测,“Gratta说。“他们独特的创新和应用程序提供了一个重要的贡献,使敏感实验像nEXO。”

洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家史蒂夫·艾略特强调,研究人员必须确保洁癖罕见粒子检测环境。

”实验项目,甚至人类的指纹太放射性,必须避免技术测量超低放射性杂质水平至关重要,”他说,并补充说这种方法可以提供材料来源的一个重要方式的另一个下一代的罕见的中微子探测器事件,被称为传奇,正计划在欧洲部署在一个地下的位置。

清洗半导体和量子计算机

半导体、现代电子学的基本构建块,包括集成电路、芯片、晶体管、传感器和量子计算机也存在杂散辐射敏感。和创新周期要求每一代包越来越多进入小的芯片。

”为架构越来越小,辐射污染是一个大问题,制造商正在通过改变芯片内的建筑,”霍说。”,但到目前为止,只有你可以,和你真正开始成为限制这些材料的纯度。这个行业已经为自己设定目标,现在不能实现,所以有这样的测量技术可以使一些可以实现的目标。”

更广泛地说,Eiden补充道,“在元素周期表的大世界有可能申请任何你关心的元素。埃里克,Khadouja之后,艾萨克是任何微量杂质分析超纯材料。”

参考
Harouaka K et al。小说的方法测量ultra-trace U和Th水平在非盟,Pt,红外,W矩阵使用ICP-QQQ-MS雇佣一个O2反应气体。j .肛门。在。范围。,2020,35岁,2859 - 2866年发行2020。https://doi.org/10.1039 / D0JA00220H

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。