Stručnjaci iz NUST MISIS-a, zajedno sa znanstvenicima iz fizičkog instituta Lebedev i Znanstveno-istraživačkog instituta za nuklearnu fiziku, Moskovskog državnog sveučilišta, pripremili su za praktičnu primjenu metodu muonske radiografije, koja omogućava „pregled“predmeta veličine kilometraže. Metoda se temelji na registraciji muona - elementarnih čestica nastalih uslijed sudara kozmičkih zraka sa Zemljinom atmosferom.
Ulazeći u gusti sloj atmosfere (počevši od 40 km i niže), protoni se sudaraju s molekulama koje čine našu atmosferu. Pri sudaranju nastaju različite čestice, od kojih se neke brzo pretvaraju u muone. Oni također "propadaju", uspijevajući, međutim, tijekom svog života da prođu cjelokupnu atmosferu Zemlje (10 tisuća muona leti na svaki kvadratni metar Zemljine površine svake minute) i čak prodiru 8,5 kilometara pod vodom ili 2 kilometra u zemlju. Što je tvar gušća, to brži tok slabe muon. Stoga, ako stavite čvrsti objekt između "prostora" i detektora, tada će se silueta ovog objekta na kraju pojaviti na detektoru. Ako u predmetu postoje šupljine, one će također postati vidljive, budući da muoni koji lete kroz njih prevladavaju manji sloj čvrste tvari. Tri detektora smještena na suprotnim stranama objekta obično su dovoljna,napraviti 3D kartu od toga.
Muoni su fiksirani pomoću fotografskih ploča srebrnog bromida. Neki od njih su osvijetljeni. Tada se ploče razvijaju i uspoređuju s izloženim područjima, gradeći putanju izlaganja. Što je manje zrna bromida i točniji je algoritam podudaranja, slika objekta je točnija.
Muonski trag na fotografskoj ploči / NUST; MISIS
Znanstvenici NUST MISIS, LPI i SINP MSU pod vodstvom vodećeg stručnjaka NUST MISIS-a, doktorica fizikalnih i matematičkih znanosti, profesorica Natalia Polukhina razvili su detektore za muonsku radiografiju, koji omogućuju ne samo da vide muone koji padaju na njih, već i da određuju s visokim preciznost smjera njihovog kretanja. "Dešifriranjem očitanja detektora moguće je sastaviti trodimenzionalnu sliku raznih predmeta, počevši od veličine metra praznina u tlu, raspodjele gustoće stijena i završavajući s mapom špilja u planini", naglasila je Alevtina Chernikova, rektorica NUST MISIS-a.
Tunelski mikroskop za analizu muonskih tragova / NUST; MISIS
Nova tehnologija ima i druge namjene
Promotivni video:
"Moguće je neinvazivno procijeniti stanje vulkanskog oduška, reaktora nuklearne elektrane ili ledenjaka u planinama", kaže profesorica Natalya Polukhina. „Možete pronaći novo prirodno podzemno skladište prirodnog plina, zapaliti požar koji počinje u planinskom otpadu iz eksploatacije ugljena mnogo prije nego što iznutra izgori, predvidjeti vulkansku erupciju ili spriječiti katastrofalne posljedice vrtača u rudnicima ili na gradskim ulicama. Katastrofalne vrtače u gradu Berezniki, permskom teritoriju, već su postale veliki društveni problem. I moramo se sjetiti da stanovnici mnogih velikih naselja pate od takvih tehnogenih kvarova."
Ruski eksperimenti, koji su potvrdili izvedbu tračničke metode, odvijali su se u rudniku Geofizičke službe Ruske akademije znanosti u Obninsku: znanstvenici su uz pomoć detektora mogli "vidjeti" strukturu podzemne građevine u kojoj je eksperiment izveden. Sada se kompleks takvih detektora priprema na temelju fotografske emulzije proizvedene u domaćem poduzeću "AVK Slavich", koja se može koristiti, na primjer, za traženje ugljikovodika.
NUST MISIS Vodeći stručnjak, doktorica fizike i matematike, profesorica Natalija Polukhina / NUST MISIS
"Naši emulzijski detekteri tragova su dobri jer su jednostavni za rukovanje, ne zahtijevaju struju za rad, u slučaju geoloških istraživanja mogu činiti s mnogo manjim brojem bušotina, a istovremeno mogu razlučiti predmete u veličini od metra do kilometra s velikom točnošću", objasnio je profesor Polukhina.
Stručnjaci tvrtke NUST MISIS rade na softveru koji će poboljšati kvalitetu dekodiranja pjesama, kao i na zaštiti senzora od agresivnih medija u bušotinama.
