L'Université fédérale d'Extrême-Orient développe des scintillateurs céramiques ultrarapides pour la détection rapide des rayonnements ionisants

Le 21 août 2026, des scientifiques de l'Université fédérale d'Extrême-Orient, avec le soutien de la Fondation scientifique russe, développent des matériaux céramiques destinés à la détection ultrarapide des rayonnements ionisants. Ces résultats pourraient à l'avenir être utilisés dans le diagnostic médical, le contrôle de sécurité des bagages et des marchandises, la surveillance radiologique, ainsi que dans les équipements scientifiques nécessitant une détection rapide et précise des rayonnements.

Ce projet, intitulé « Scintillateurs céramiques ultrarapides pour la détection des rayonnements ionisants », est dirigé par Anastasia Vonovskikh, chercheuse au Centre de recherche et d'éducation sur les matériaux céramiques avancés du département de sécurité industrielle de l'Institut polytechnique de l'Université fédérale d'Extrême-Orient.

Les scintillateurs sont une classe de matériaux capables d'émettre de la lumière sous l'effet des rayonnements ionisants. Les détecteurs enregistrent ces signaux lumineux pour déterminer l'intensité et l'énergie du rayonnement. Actuellement, les équipements concernés utilisent principalement des scintillateurs monocristallins, dont le processus de fabrication nécessite généralement des apports énergétiques et matériels élevés. L'équipe de l'Université fédérale d'Extrême-Orient propose de recourir à des matériaux céramiques spéciaux comme alternative, avec pour objectif d'améliorer la vitesse et l'efficacité de détection, afin de les rendre plus adaptés à la détection de rayonnements à faibles doses.

Vonovskikh explique que l'équipe de recherche souhaite élaborer un matériau capable de répondre rapidement à une stimulation par rayonnement. À cette fin, les chercheurs introduiront des ions magnésium dans la composition du matériau afin de raccourcir le temps d'émission lumineuse et de réduire la luminescence résiduelle indésirable, améliorant ainsi l'efficacité de détection des rayonnements à faibles doses et de transmission des données.

Le matériau que l'équipe de recherche prévoit de développer doit non seulement émettre rapidement de la lumière lorsqu'il est exposé aux rayonnements, mais aussi cesser rapidement d'émettre une fois l'exposition terminée. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les systèmes nécessitant un traitement rapide de grands volumes de données. Par exemple, dans le contrôle de sécurité, les détecteurs à haute vitesse peuvent accélérer le criblage par rayonnements ionisants des bagages et des marchandises ; dans le diagnostic médical, l'identification précise des rayonnements à faibles doses présente également une valeur applicative. En outre, ce matériau pourrait être utilisé dans les microscopes électroniques et les installations scientifiques utilisant des particules accélérées.

Au cours du projet, les chercheurs se concentreront sur l'étude de l'influence de la composition et de la structure interne des matériaux céramiques sur leurs performances de détection des rayonnements, et exploreront en conséquence les méthodes de régulation des propriétés des matériaux et les techniques de fabrication appropriées. Les résultats obtenus devraient favoriser le développement des technologies de scintillateurs ultrarapides et de détecteurs de rayonnements ionisants à haute précision.

Ce projet s'inscrit dans la continuité des travaux de recherche de l'Université fédérale d'Extrême-Orient dans le domaine des céramiques scintillantes. Auparavant, Vonovskikh avait dirigé le projet de la Fondation scientifique russe intitulé « Scintillateurs céramiques à base de grenat d'aluminium et de gadolinium dopé au cérium (Ce) pour la détection des rayons gamma », dont la période d'exécution s'étendait de 2024 à 2026. Zlata Priimak, doctorante à l'Université fédérale d'Extrême-Orient, a également participé à ces travaux, dont les résultats seront intégrés à sa thèse de doctorat.