Eksperter fra NUST MISIS sammen med forskere fra Lebedev Physical Institute og Scientific Research Institute of Nuclear Physics, Moskva State University, forberedte til praktisk anvendelse metoden til muonradiografi, som gør det muligt at "gennemskue" objekter af en kilometerstørrelse. Metoden er baseret på registrering af muoner - elementære partikler produceret på grund af kollision af kosmiske stråler med jordens atmosfære.
Når man kommer ind i det tætte lag af atmosfæren (startende fra 40 km og derunder), kolliderer protoner med molekylerne, der udgør vores atmosfære. Når man kolliderer, fødes forskellige partikler, hvoraf nogle hurtigt omdannes til muoner. De "omgås", men dog i løbet af deres levetid har formået at passere hele atmosfæren på Jorden (10 tusind muoner flyver til hver kvadratmeter af jordoverfladen hvert minut) og trænger endda 8,5 kilometer under vand eller 2 kilometer ned i jorden. Jo tættere stof, jo hurtigere svækkes muonfluxen. Derfor, hvis du lægger et solidt objekt mellem "rummet" og detektoren, vises silhuetten af dette objekt til sidst på detektoren. Hvis der er hulrum i objektet, vil de også blive synlige, da muoner, der flyver gennem dem, overvinder et mindre lag fast stof. Tre detektorer placeret på modsatte sider af objektet er normalt tilstrækkelige,at lave et 3D-kort over det.
Muonerne fastgøres ved hjælp af en serie fotografiske plader af sølvbromid. Nogle af dem er oplyste. Derefter udvikles pladerne og sammenlignes med de udsatte områder og bygger eksponeringsbanen. Jo mindre bromidkorn er, og jo mere præcis matchende algoritme, desto mere korrekt er billedet af objektet.
Muon-spor på en fotografisk plade / NUST; MISIS
Forskere fra NUST MISIS, LPI og SINP MSU under ledelse af NUST MISIS førende ekspert, doktor i fysiske og matematiske videnskaber, professor Natalia Polukhina, har udviklet spordetektorer til muon-radiografi, som tillader ikke kun at se muoner falde på dem, men også til at bestemme med høje præcisionsretning af deres bevægelse. "Ved at dechiffrere målingerne af detektorerne er det muligt at samle et tredimensionelt billede af en række objekter, startende med målerens størrelse på hulrum i jorden, fordelingen af klippetætheden og slutte med et kort over huler i bjerget," understregede Alevtina Chernikova, rektor for NUST MISIS.
Tunnelmikroskop til analyse af muon-spor / NUST; MISIS
Den nye teknologi har også andre anvendelser
Salgsfremmende video:
”Det er muligt ikke-invasivt at vurdere tilstanden for en vulkanventilation, en atomkraftværksreaktor eller en gletsjer i bjergene,” siger professor Natalya Polukhina.”Du kan finde et nyt naturligt underjordisk oplagringsanlæg til naturgas, tage en ild, der starter i et bjerg med affald fra kulminedrift længe før det brænder ud fra indersiden, forudsiger et vulkanudbrud eller forhindrer de katastrofale konsekvenser af synkehul i miner eller på byens gader. Katastrofale synkehuller i byen Berezniki, Perm-territoriet, er allerede blevet et enormt socialt problem. Og vi må huske, at beboere i mange store bygder lider af sådanne teknogene fejl."
Russiske eksperimenter, som bekræftede udførelsen af spormetoden, fandt sted i gruven i Geofysisk tjeneste fra det russiske videnskabsakademi i Obninsk: forskere kunne "se" ved hjælp af detektorer strukturen i den underjordiske struktur, hvor eksperimentet blev udført. Nu forberedes et kompleks af sådanne detektorer på grundlag af en fotografisk emulsion produceret i den indenlandske virksomhed "AVK Slavich", som f.eks. Kan bruges til at søge efter kulbrinter.
NUST MISIS Ledende ekspert, doktor i fysik og matematik, professor Natalya Polukhina / NUST MISIS
”Vores emulsionsspordetektorer er gode, fordi de er lette at betjene, ikke kræver elektricitet for at betjene, i tilfælde af geologisk efterforskning, kan de gøre med et meget mindre antal brønde, og på samme tid er de i stand til at skelne objekter i størrelse fra en meter til kilometer med høj nøjagtighed,” forklarede professor Polukhina.
NUST MISIS-specialister arbejder med software, der forbedrer kvaliteten af sporafkodning, såvel som for at beskytte sensorer mod aggressive medier i brønde.
