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Apr 28, 2023

UNLV 原子力工学研究所の内部

Durante lo sviluppo di una nuova tecnologia di rilevamento delle radiazioni, il laboratorio

Lab は、次世代の原子力技術者のためのパイプラインを構築しながら、新しい放射線検出技術を開発しています。

博士課程の学生であるチャールズ・ハンは、放射線検出のための新しい技術の開発に取り組んでいる UNLV 原子力工学研究所で働いています。 (ジョシュ・ホーキンス/UNLV)

部屋中に掲示されている明るい黄色の警告標識と「放射性物質」という言葉は、UNLV の原子力工学研究室を訪れる人なら誰でも注意を払うでしょう。 そして、この研究所は研究目的で小さな放射線源を何重もの鍵で厳重に管理しているが、さらに小さい、あまり派手ではないがちょっとした洒落が効いた別の領域があり、そこが研究所の最終的な目的を明らかにしている。

部屋の隅近くのファイルキャビネット――間に合わせの掲示板のようなもの――の上下には、「原子力の人的要素の強化」というタイトルで最近の学生の成果を記した一連の証明書が貼られている。

いいえ、UNLV の原子力工学研究所はウラン 235 を濃縮しません。 しかし、それは次世代の原子力技術者を育成することになる。

中を覗いてみましょう。

原子力工学研究所の名前は「シンプルで的を射ている」と所長のアレックス・バルジロフ氏は言う。

UNLVの機械工学教授バルジロフ氏は、「これはガレージや機械工場のような通常の作業環境だ」と語る。 「それが私たちの仕事です。部品を組み合わせて、物事を試してみます。」

しかし、この仕事はバルジロフの説明が示唆するよりもはるかに壮大で、より重要です。

別の言い方をすれば、この研究所は、国家安全保障と放射性施設の環境管理をサポートするために、新しい放射線検出技術の最前線に立っています。

この研究室には裏庭のガレージのような雰囲気があり、ホワイト ホール アネックス (WHA) と TBE-B の間の歩道から見える真っ赤なロールアップ オーバーヘッド ドアがその証拠の一部です。 また、機械工場の雰囲気に貢献しているのは、研究室の 2 つの主要エリアを区切る金網フェンスと、スペースの一番奥にある 3 番目のエリアが放射線源の確保に特化していることです。

最初の領域は、原子炉物理プロジェクトの計算による高忠実度モデリングに特化しています。 彼らが研究している原子炉の 1 つのタイプである溶融塩原子炉は開発中であり、学生はシミュレーションによって原子力発電のための新しい設計を研究し、探索することができます。

実験はフェンスの向こう側から始まり、そこで生徒たちは高純度ゲルマニウム (HPGe) 検出器やテルル化セシウム亜鉛 (CZT) 検出器などの装置を操作し、放射性物質の分析などのさまざまな用途に放射線検出方法を使用します。サンプルとドローンを使用した遠隔放射線センシング。

上の壁には、第一世代のドローン 2 機が掛けられています。1 機は迷彩塗装、もう 1 機は UNLV カラーで装飾されており、ホールのすぐ下にある Woosoon Yim のドローン研究室との長年にわたるパートナーシップの証拠です。

ミニ飛行機のように見える固定翼ドローンは、研究室の歴史と、研究室の今後の方向性を物語っています。 退職した機械工学教授のウィリアム・カルブレス氏が研究室を設立し、10年以上前に大学に着任したバルジロフ氏がその指揮を執った。

この研究所は、ネバダ州国家安全保障サイト (NNSS) や他の国立研究所と長年にわたるパートナーシップを築いてきました。

これらのパートナーシップは、新しい放射線検出器の開発を通じて国家安全保障への取り組みを支援するという原子力工学研究所の包括的な目標への賛同でもあります。

検出器は半導体結晶をベースにしており、非常に複雑なプロセスを経て研究室で成長し、最終的にはガンマ線を捕捉することができます。 これらは、現在壁に飾られているドローンのより高度なバージョンであるドローンに取り付けて、遠隔放射線検出をサポートすることができます。

「検出器は飛行したり走行したりできるロボットプラットフォームに取り付けられており、このロボットは信号を送信しながら動き回ることができる」とバルジロフ氏は語った。 「彼らは人間が行けない危険な場所に行くことができます。私たちはロボットを私たちのために働かせています。」

近年、工学部から優れた教育賞や研究賞を受賞しているバルジロフ氏は、自身の経歴について尋ねると、ほぼ即座に生徒たちとその研究に再びスポットライトを当てた。

「私の仕事は、これまで誰もやったことのないクールで新しいことをすることだ」と彼は語った。 「それは科学者なら誰でも言えることだ。」

大学院生 10 名、博士号取得者 7 名と 3 人の修士課程の学生は、現在さまざまな段階でさまざまなプロジェクトに取り組んでいます。 バルジロフは学部生とも協力し、卒業生にとって最高の経験となるシニア デザイン コンペティションでの学生プロジェクトをサポートしています。

博士号学生の Kaleab Ayerew は Barzilov と協力して、HPGe 検出器をより優れたものに置き換えています。 大きな円筒のような形をしたこれらの検出器は、技術的には、放射性物質が放出された場合に初期対応者が現場に持ち出して放射線レベルを測定できる最も「最先端」の装置です。 ただし、動作するには摂氏マイナス 196 度まで極低温冷却する必要があります。

「これを現場に導入するのは非常に難しい」とバルジロフ氏は語った。 「より安価で、より効率的で、周囲温度で動作できるものが必要です。」

大学院生とバルジロフは解決策を見つけようとしている。 そのために、彼らはブリッジマン法を使用して独自の無機半導体結晶を成長させ、溶液技術を使用して有機-無機ハイブリッド半導体結晶を成長させることにより、新しい材料をテストしてきました。

ブリッジマン炉は、スーツケースのように開く背の高い魔法瓶のような装置で、自社の溶融物から無機結晶を成長させます。 炉は 3 つの温度ゾーンに分かれており、一度に複数の結晶を成長させることができますが、通常はチームが一度に 1 つずつ結晶を成長させます。

「純粋な粉末を用意します。これを加熱して液体にし、その後冷却して結晶を成長させます」とバルジロフ氏は言う。 「私たちは粉末から、材料、デバイス、そしてアプリケーションへと進んでいます。私たちはその連続体全体をカバーしています。」

研究室での仕事の結果、Ayerew には卒業時に NNSS からの就職のオファーがすでに届いています。 それはバルジロフ研究室に関わる学生たちにはよくあることだ。

「私の生徒の多くは卒業前に就職します」とバルジロフ氏は言う。

この前向きな実績は、バルジロフが 2021 年に立ち上げた新しいプロジェクトである核セキュリティ科学技術コンソーシアムに凝縮されています。 マイノリティサービス機関パートナーシッププログラムを通じて国家核安全保障局から 300 万ドルの資金を得たこのコンソーシアムは、エネルギー省のサイトや研究室と、エネルギー省の一部であるマイノリティサービス機関との間の学生人材の持続可能なパイプラインの設計と構築を行っています。プログラム。

コンソーシアムは 9 人の博士号取得者に全額資金を提供しました。 学生には、提携大学であるニューメキシコ大学とイリノイ大学シカゴ校の学生がそれぞれ 2 名ずつ含まれます。

「私たちは人材育成の非常にスムーズなパイプラインを構築しています」とバルジロフ氏は語った。 「私たちの学生は、国立研究所でインターンシップや雇用に就くことができます。それは良いことです!」

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