Naukowcy opracowali metodę, która pomoże spojrzeć głęboko w Ziemię i nie tylko

Rosyjscy fizycy stworzyli innowacyjny model detektora, który umożliwia praktyczne zastosowanie metody radiografii mionowej. Metoda ta opiera się na zdolności strumienia mionów do penetracji różnych obiektów przy zmianie jego parametrów.

Zbliżające się do Ziemi promienie kosmiczne zderzają się z atmosferą i wytwarzają cząstki elementarne zwane mionami. Strumień mionów spada na powierzchnię naszej planety, przenikając przez kolumnę wody, górną warstwę litosfery, wszelkie budynki i budowle. Cząsteczki te mogą wnikać głęboko w powierzchnię ziemi do 2-kilometrowych znaków, a do wody - do 8,5 kilometrów. Początkowo gęstość strumienia mionowego jest dość wysoka - około 10 000 mionów na minutę na metr kwadratowy powierzchni. Cząsteczki te, przechodząc przez powierzchnię ziemi, tracą prędkość, której spadek zależy od grubości przeszkody i jej gęstości. Ta cecha jest podstawą metody radiografii mionowej. Metoda zostanie zastosowana po raz pierwszy w latach 60. ubiegłego wieku. Z jego pomocą, na przykład, amerykańscy naukowcy badali egipskie piramidy w poszukiwaniu nowych galerii i kamer. W naszym kraju do tej pory ta metoda nie była szeroko stosowana z kilku powodów.

Zespół rosyjskich naukowców z NUST „MISiS” i Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego opracował detektory śladowe, które mogą rozszerzyć możliwości wykorzystania radiografii mionowej. Nowy model detektora umożliwia rejestrowanie obecności mionów i określanie kierunku ich ruchu z dużą dokładnością. Jeśli użyjesz trzech detektorów po przeciwnych stronach badanego obiektu, możesz uzyskać trójwymiarowy obraz tego, co jest w nim zawarte. Za pomocą detektora można wykryć puste przestrzenie, a także określić gęstość różnych skał. Mikroskop tunelowy służy do analizy śladów mionowych.

Na zdjęciu: mikroskop tunelowy

Praktyczne zastosowanie nowego opracowania jest bardzo zróżnicowane. Za pomocą tego urządzenia można nie tylko określić możliwe puste przestrzenie w masie skalnej, ale także spojrzeć w najbardziej niedostępne miejsca. Na przykład, aby ocenić działanie reaktora jądrowego elektrowni jądrowej lub przewidzieć zachowanie lodowca, określając gęstość lodu i obecność pęknięć. Rozwój ten zainteresuje przedsiębiorstwa zajmujące się górnictwem. Detektor śladu pomoże znacznie obniżyć koszty i czas poszukiwań związanych z poszukiwaniem minerałów na głębokości do dwóch kilometrów. W ostatnich latach coraz częściej zdarzały się przypadki zaniku gleby na zaludnionych obszarach, w bezpośrednim sąsiedztwie których wykorzystywane są kopalnie. Za pomocą detektora śladów możesz monitorować stan skał i wykrywać negatywne trendy w czasie. Nowe urządzenie przeszło już wszystkie niezbędne testy w eksperymentalnej studni geofizycznej Rosyjskiej Akademii Nauk, ale specjaliści wciąż ulepszają swoje oprogramowanie.