Российская наука создала «рентген» для земли
Метод мюонной радиографии, который позволяет «просвечивать» объекты километрового размера, довели до стадии практического применения специалисты НИТУ «МИСиС». Работа проводилась совместно с учеными ФИАН и НИИЯФ МГУ, 24 августа сообщает РИА Новости.
Метод основан на регистрации мюонов — элементарных частиц, рождающихся из-за столкновения космических лучей с молекулами в атмосфере Земли.
Протоны космического излучения, проходя через атмосферу Земли, сталкиваются с молекулами воздуха. В результате столкновения рождается множество частиц, в том числе и мюоны. За время своей жизни мюоны успевают пролететь всю атмосферу Земли, после чего они еще способны в воде достигнуть глубины 8,5 километров, а в земле погрузиться на глубину до 2 км. Плотность потока данных частиц, постоянно падающих на Землю, достигает 10 тысяч на один квадратный метр в минуту.
Ослабление потока мюонов, прошедших через вещество, зависит от плотности вещества, через которое они проходят. На практике это означает, что, поставив детектор после предмета, через который идет поток мюонов, можно увидеть его силуэт и внутренние полости.
Если расположить три детектора по разные стороны от объекта, то можно создать его 3D-модель.
Ученые разработали для мюонной радиографии специальные трековые детекторы, позволяющие не только видеть частицы, но и определять направление их движения.
«Расшифровывая показания детекторов, можно составить трехмерную картину самых разных объектов, начиная с метрового размера пустот в почве, распределения плотности пород и заканчивая картой пещер в горе», — подчеркнула ректор НИТУ "МИСиС" Алевтина Черникова.
«Можно неинвазивно оценить состояние жерла вулкана, реактора АЭС или ледника в горах»,— рассказывает профессор Наталья Полухина. — «Можно отыскать новое естественное подземное хранилище для природного газа, поймать зарождающийся в горе отработанной при добыче угля породы пожар задолго до того, как она выгорела изнутри, предсказать извержение вулкана или предотвратить катастрофические последствия провалов грунта в местах выработанных рудников или на улицах городов. Катастрофические провалы грунта в городе Березники Пермского края уже стали огромной социальной проблемой. И надо помнить, что от таких техногенных провалов страдают жители многих крупных населенных пунктов».
Эксперименты, проведенные в Обнинске, на практике показали работоспособность данного метода. В настоящее время идет подготовка комплекса таких детекторов на основе фотоэмульсии, производимой на отечественном предприятии «АВК Славич».
«Наша эмульсионные трековые детекторы хороши тем, что просты в эксплуатации, не требуют электроэнергии для работы, в случае геологоразведки позволяют обойтись гораздо меньшим числом скважин, и при этом способны с высокой точностью различать объекты размером от метра до километров», — пояснила профессор Полухина.
Специалисты НИТУ «МИСиС» продолжают работу по совершенствованию данной технологии.
