Experti z NUST MISIS spolu s vedcami z Lebedevského fyzického ústavu a Vedeckého výskumného ústavu jadrovej fyziky v Moskovskej štátnej univerzite pripravili na praktické použitie metódu muónovej rádiografie, ktorá umožňuje „vidieť cez“objekty kilometrovej veľkosti. Metóda je založená na registrácii miónov - elementárnych častíc produkovaných zrážkou kozmického žiarenia so zemskou atmosférou.
Protóny sa zrážajú s molekulami, ktoré tvoria našu atmosféru, a dostanú sa do hustej vrstvy atmosféry (od 40 km a menej). Pri zrážke sa rodia rôzne častice, z ktorých niektoré sa rýchlo menia na mióny. Tiež „zahynú“, ale počas svojho života dokázali prejsť celou atmosférou Zeme (každú minútu preletí 10 000 miónov na každý meter štvorcový zemského povrchu) a dokonca prenikli do vody 8,5 km alebo 2 km do zeme. Čím je látka hustejšia, tým rýchlejšie sa oslabuje tok miónov. Preto, ak medzi „priestor“a detektor vložíte solídny objekt, na detektore sa nakoniec objaví silueta tohto objektu. Ak sú v objekte dutiny, budú tiež viditeľné, pretože mióny, ktoré nimi prechádzajú, prekonajú menšiu vrstvu tuhej látky. Zvyčajne postačujú tri detektory umiestnené na protiľahlých stranách objektu,vytvoriť z toho 3D mapu.
Mióny sa fixujú pomocou série fotografických platní s bromidom strieborným. Niektoré z nich sú osvetlené. Potom sa doštičky vyvinú a porovnajú s exponovanými oblasťami, čím sa vytvorí expozičná trajektória. Čím sú zrná bromidu menšie a čím presnejší je algoritmus párovania, tým správnejší je obraz objektu.
Stopa miónov na fotografickej platni / NUST; MISIS
Vedci z NUST MISIS, LPI a SINP MSU pod vedením vedúceho odborníka NUST MISIS, doktora fyzických a matematických vied, profesorky Natálie Polukhiny, vyvinuli stopové detektory pre miónovú rádiografiu, ktoré umožňujú nielen pozorovať padanie miónov na ne, ale tiež s vysokou mierou ich určovania. presný smer ich pohybu. „Rozlúštením údajov detektorov je možné zostaviť trojrozmerný obraz rôznych objektov, počnúc meraním veľkosti dutín v pôde, rozložením hustoty hornín a končiac mapou jaskýň v horách,“zdôraznila Alevtina Chernikova, rektorka NUST MISIS.
Tunelový mikroskop na analýzu miónových stôp / NUST; MISIS
Nová technológia má aj iné využitie
Propagačné video:
„Je možné neinvazívne vyhodnotiť stav sopečného otvoru, reaktora jadrovej elektrárne alebo ľadovca v horách,“hovorí profesorka Natalya Polukhina. „Môžete nájsť nové podzemné úložisko zemného plynu, chytiť oheň, ktorý sa začína v horách odpadu z ťažby uhlia dlho predtým, ako zhorí zvnútra, predpovedať sopečnú erupciu alebo zabrániť katastrofickým následkom sinkhol v baniach alebo na uliciach mesta. Katastrofické výlevky v meste Berezniki, Perm Territory, sa už stali obrovským sociálnym problémom. A musíme pamätať na to, že obyvatelia mnohých veľkých osád trpia takýmto technologickým zlyhaním. ““
Ruské experimenty, ktoré potvrdili výkonnosť traťovej metódy, sa uskutočnili v bani Geofyzikálnej služby Ruskej akadémie vied v Obninsku: vedci dokázali pomocou detektorov „vidieť“štruktúru podzemnej štruktúry, v ktorej sa experiment uskutočnil. Teraz sa komplex takýchto detektorov pripravuje na základe fotografickej emulzie vyrobenej v domácom podniku "AVK Slavich", ktorá sa môže použiť napríklad na vyhľadávanie uhľovodíkov.
NUST MISIS Vedúci odborník, doktor fyziky a matematiky, profesor Natalya Polukhina / NUST MISIS
„Naše detektory emulznej dráhy sú dobré, pretože sa dajú ľahko prevádzkovať, nevyžadujú prevádzku elektriny, v prípade geologického prieskumu dokážu robiť s oveľa menším počtom studní a zároveň sú schopné s vysokou presnosťou rozlíšiť objekty s veľkosťou od metra po kilometre,“vysvetlila profesorka Polukhina.
Špecialisti NUST MISIS pracujú na softvéri, ktorý zlepší kvalitu dekódovania stopy a ochráni senzory pred agresívnymi médiami v jamkách.