Strokovnjaki NUST MISIS so skupaj z znanstveniki Lebedevega fizičnega inštituta in Znanstveno-raziskovalnega inštituta za jedrsko fiziko Moskovske državne univerze za praktično uporabo pripravili metodo muonske radiografije, ki omogoča "ogled" predmetov velikosti kilometra. Metoda temelji na registraciji mun - elementarnih delcev, nastalih zaradi trčenja kozmičnih žarkov z Zemljino atmosfero.
Protoni, ki zaidejo v gosto plast ozračja (začenši od 40 km in nižje), trčijo v molekule, ki sestavljajo naše ozračje. Ob trku se rodijo različni delci, od katerih se nekateri hitro spremenijo v mione. Prav tako "poginejo", vendar so kljub temu v svoji življenjski dobi uspeli preiti celotno atmosfero Zemlje (10 tisoč munov vsako minuto leti na vsak kvadratni meter Zemljine površine) in celo prodreti 8,5 kilometra pod vodo ali 2 kilometra v zemljo. Čim gostejša je snov, tem hitreje oslabi fluon. Če torej med "prostor" in detektor postavite trden predmet, se bo sčasoma na detektorju pojavila silhueta tega predmeta. Če so v objektu vdolbine, bodo tudi te postale vidne, saj muoni, ki letijo skozi njih, premagajo manjšo plast trdne snovi. Običajno zadostujejo trije detektorji, nameščeni na nasprotnih straneh predmeta,narediti 3D zemljevid tega.
Muoni so pritrjeni s serijo fotografskih plošč srebrovega bromida. Nekatere so osvetljene. Nato se plošče razvijejo in primerjajo z izpostavljenimi območji, ki gradijo pot izpostavljenosti. Manjša so zrna bromida in bolj natančen je algoritem ujemanja, bolj je slika predmeta pravilna.
Muon sled na fotografski plošči / NUST; MISIS
Znanstveniki NUST MISIS, LPI in SINP MSU so pod vodstvom vodilnega strokovnjaka NUST MISIS, doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti, profesorice Natalije Polukhine, razvili detektorje tirov za muonsko radiografijo, ki omogočajo, da ne vidijo samo mionov, ki padajo na njih, ampak tudi za določanje z visoko natančnost smeri njihovega gibanja. "Z dešifriranjem odčitkov detektorjev je mogoče sestaviti tridimenzionalno sliko različnih predmetov, začenši z metrsko velikostjo praznin v tleh, porazdelitvijo gostote kamnin in končanjem z zemljevidom jam v gori," je poudarila Alevtina Černikova, rektorica NUST MISIS.
Tunelski mikroskop za analizo muonskih sledi / NUST; MISIS
Nova tehnologija ima tudi druge namene
Promocijski video:
"Neinvazivno lahko ocenite stanje izliva vulkanov, reaktorja jedrske elektrarne ali ledenika v gorah," pravi profesorica Natalija Polukhina. "Lahko najdete nov naravni podzemni skladišče zemeljskega plina, prižgete požar, ki se začne v gorskih odpadkih iz rudarjenja premoga, še preden iz notranjosti izgori, napovedujete vulkanski izbruh ali preprečite katastrofalne posledice vrtač v rudnikih ali na mestnih ulicah. Katastrofalne vrtače v mestu Berezniki, Permsko ozemlje, so že postale velik družbeni problem. In spomniti se moramo, da prebivalci mnogih velikih naselij trpijo zaradi takšnih tehnoloških napak."
Ruski poskusi, ki so potrdili delovanje sledilne metode, so potekali v rudniku Geofizične službe Ruske akademije znanosti v Obninsku: znanstveniki so lahko s pomočjo detektorjev "videli" strukturo podzemne konstrukcije, v kateri je bil izveden poskus. Zdaj se kompleks takšnih detektorjev pripravlja na podlagi fotografske emulzije, proizvedene v domačem podjetju "AVK Slavich", ki jo je mogoče uporabiti na primer za iskanje ogljikovodikov.
NUST MISIS Vodilni strokovnjak, doktorica fizike in matematike, profesorica Natalija Polukhina / NUST MISIS
"Naši emulzijski detektorji so dobri, ker so enostavni za upravljanje, za delovanje ne potrebujejo električne energije, v primeru geoloških raziskav pa lahko delajo z veliko manjšim številom vrtin, hkrati pa lahko z veliko natančnostjo ločijo predmete, ki segajo od velikosti do kilometra," je pojasnil profesor Polukhina.
Strokovnjaki podjetja NUST MISIS delajo na programski opremi, ki bo izboljšala kakovost dekodiranja posnetkov in zaščiti senzorjev pred agresivnimi mediji v vrtinah.
