Experți de la NUST MISIS, împreună cu oamenii de știință de la Institutul de Fizică Lebedev și Institutul de Cercetări Științifice de Fizică Nucleară, Universitatea de Stat din Moscova, au pregătit pentru aplicarea practică metoda radiografiei muonului, ceea ce face posibilă „vizualizarea” obiectelor de dimensiunea unui kilometru. Metoda se bazează pe înregistrarea muonilor - particule elementare produse datorită coliziunii razelor cosmice cu atmosfera Pământului.
Ajungând în stratul dens al atmosferei (începând de la 40 km și mai jos), protonii se ciocnesc cu moleculele care alcătuiesc atmosfera noastră. Când se ciocnesc, se nasc diferite particule, unele transformându-se rapid în muoni. De asemenea, „dispar”, reușind totuși, în timpul vieții, să treacă întreaga atmosferă a Pământului (10 mii de muoni ajung la fiecare metru pătrat al suprafeței Pământului în fiecare minut) și chiar pătrund 8,5 kilometri sub apă sau 2 kilometri în pământ. Cu cât substanța este mai densă, cu atât fluxul de muon slăbește mai rapid. Prin urmare, dacă puneți un obiect solid între „spațiu” și detector, atunci silueta acestui obiect va apărea în cele din urmă pe detector. Dacă în interiorul obiectului există cavități, acestea vor deveni vizibile, deoarece muonii care zboară prin ele depășesc un strat mai mic de solid. De obicei sunt suficiente trei detectoare localizate pe laturile opuse ale obiectului,pentru a face o hartă 3D a acesteia.
Muioanele sunt fixate folosind o serie de plăci fotografice cu bromură de argint. Unele dintre ele sunt iluminate. Apoi plăcile sunt dezvoltate și comparate cu zonele expuse, construind traiectoria de expunere. Cu cât este mai mică boabele de bromură și cu cât este mai precis algoritmul de potrivire, cu atât este mai corectă imaginea obiectului.
Urme de muon pe o placă fotografică / NUST; MISIS
Oamenii de știință de la NUST MISIS, LPI și SINP MSU, sub îndrumarea expertului principal NUST MISIS, doctor în științe fizice și matematice, profesoara Natalia Polukhina au dezvoltat detectoare de urmărire pentru radiografie cu muon, care permit nu numai să vadă muoni căzând pe ele, dar și să determine cu mare direcția de precizie a mișcării lor. „Descifrând citirile detectoarelor, este posibil să compunem o imagine tridimensională a unei varietăți de obiecte, începând cu dimensiunea contorului de goluri din sol, distribuția densității rocilor și terminând cu o hartă a peșterilor din munte”, a subliniat Alevtina Chernikova, rectorul NUST MISIS.
Microscop tunel pentru analiza pieselor muon / NUST; MISIS
Noua tehnologie are și alte utilizări
Video promotional:
„Este posibil să se evalueze non-invaziv starea unui ventil de vulcan, a unui reactor de centrale nucleare sau a unui ghețar în munți”, spune profesoara Natalya Polukhina. „Puteți găsi o nouă instalație de depozitare subterană naturală a gazelor naturale, să captați un incendiu care pornește într-o deșeuri de munte de la exploatarea cărbunelui cu mult înainte de a arde din interior, a prezice o erupție vulcanică sau a preveni consecințele catastrofale ale orificiilor de scurgere din minele sau pe străzile orașului. Chiuvele catastrofale din orașul Berezniki, teritoriul Perm, au devenit deja o problemă socială uriașă. Și trebuie să ne amintim că locuitorii multor așezări mari suferă de astfel de eșecuri tehnogene.
Experimentele rusești, care au confirmat performanța metodei traseului, au avut loc în mină a Serviciului Geofizic al Academiei Ruse de Științe din Obninsk: oamenii de știință au putut „vedea” cu ajutorul detectoarelor structura structurii subterane în care s-a desfășurat experimentul. Acum, un complex de astfel de detectori este pregătit pe baza unei emulsii fotografice produse la întreprinderea internă "AVK Slavich", care poate fi folosită, de exemplu, pentru a căuta hidrocarburi.
NUST MISIS Expert principal, Doctor în fizică și matematică, profesoară Natalya Polukhina / NUST MISIS
"Detectoarele noastre de cale de emulsie sunt bune, deoarece sunt ușor de utilizat, nu necesită electricitate pentru a funcționa, în cazul explorării geologice, se pot descurca cu un număr mult mai mic de puțuri și, în același timp, sunt capabile să distingă obiecte cu dimensiuni de la un metru la kilometri, cu precizie ridicată", a explicat profesorul Polukhina.
Specialiștii NUST MISIS lucrează la programe software care vor îmbunătăți calitatea decodării pistelor, precum și pentru a proteja senzorii împotriva mediilor agresive din puțuri.
