Forskare har utvecklat en metod som hjälper till att titta djupt in i jorden och inte bara

Ryska fysiker har skapat en innovativ detektormodell som möjliggör praktisk tillämpning av muonradiografimetoden. Denna metod är baserad på förmågan hos muonflödet att penetrera olika objekt, samtidigt som det ändrar dess parametrar.

Kosmiska strålar närmar sig jorden kolliderar med atmosfären och alstrar elementära partiklar som kallas muoner. Strömmen av muoner faller på ytan på vår planet och penetrerar genom vattenspelaren, litosfärens övre lager, eventuella byggnader och strukturer. Dessa partiklar kan tränga djupt in i jordytan upp till 2 kilometer mark och i vattnet - upp till 8,5 kilometer. Ursprungligen är muonflödestätheten ganska hög - cirka 10 000 muon per minut per kvadratmeter yta. När de passerar genom jordytan tappar dessa partiklar hastighet, vars minskning beror på tjockleken på hindret och dess densitet. Denna funktion är grunden för muon-radiografimetoden. Metoden skulle användas för första gången på 60-talet av förra seklet. Med hans hjälp utforskade till exempel amerikanska forskare de egyptiska pyramiderna på jakt efter nya gallerier och kameror. I vårt land har denna metod hittills inte använts av många skäl.

Ett team av ryska forskare från NUST “MISiS” och Moskva State University har utvecklat spårdetektorer som kan utöka möjligheterna att använda muonradiografi. En ny detektormodell låter dig registrera närvaron av muoner och bestämma riktningen för deras rörelse med hög noggrannhet. Om du använder tre detektorer på motsatta sidor av det undersökta objektet, kan du få en tredimensionell bild av vad som finns inuti. Med hjälp av detektorn är det möjligt att upptäcka tomrum samt bestämma densiteten för olika bergarter. Ett tunnelmikroskop används för att analysera muon-spår.

På bilden: tunnelmikroskop

Den praktiska tillämpningen av den nya utvecklingen är mycket olika. Med hjälp av den här enheten kan du inte bara bestämma möjliga tomrum i bergmassan utan också titta på de mest otillgängliga platserna. Till exempel för att utvärdera driften av en kärnreaktor i ett kärnkraftverk eller för att förutsäga beteendet hos en glaciär genom att bestämma isens densitet och förekomsten av sprickor. Denna utveckling kommer att vara av intresse för företag som bedriver gruvdrift. En spårdetektor kommer att bidra till att avsevärt minska kostnaden och tiden för utforskning i samband med sökandet efter mineraler på upp till två kilometer djup. Under de senaste åren har fall av jordfel i befolkade områden blivit vanligare, i den omedelbara närheten används gruvor. Med hjälp av en spårdetektor kan du övervaka bergens tillstånd och upptäcka negativa trender i tid. Den nya enheten har redan klarat alla nödvändiga tester i den experimentella geofysiska brunnen på den ryska vetenskapsakademin, men specialister fortsätter att förbättra programvaran.