Wetenschappers hebben een methode ontwikkeld die helpt om diep in de aarde te kijken en niet alleen

Russische natuurkundigen hebben een innovatief detectormodel ontwikkeld dat de praktische toepassing van de muon-radiografiemethode mogelijk maakt. Deze methode is gebaseerd op het vermogen van de muonflux om verschillende objecten binnen te dringen, terwijl de parameters worden gewijzigd.

Kosmische stralen die de aarde naderen, botsen met de atmosfeer en genereren elementaire deeltjes die muonen worden genoemd. De stroom muonen valt op het oppervlak van onze planeet en dringt door de waterkolom, de bovenste laag van de lithosfeer, eventuele gebouwen en structuren. Deze deeltjes kunnen tot 2 kilometer diep in het aardoppervlak doordringen en tot 8,5 kilometer in het water. Aanvankelijk is de muon-fluxdichtheid vrij hoog - ongeveer 10.000 muons per minuut per vierkante meter oppervlak. Als ze door het aardoppervlak gaan, verliezen deze deeltjes snelheid, waarvan de afname afhangt van de dikte van het obstakel en de dichtheid ervan. Deze functie vormt de basis van de muon-radiografiemethode. De methode zou voor het eerst in de jaren 60 van de vorige eeuw worden gebruikt. Met zijn hulp verkenden Amerikaanse wetenschappers bijvoorbeeld de Egyptische piramides op zoek naar nieuwe galerijen en camera's. In ons land is deze methode tot nu toe om verschillende redenen niet veel gebruikt.

Een team van Russische wetenschappers van NUST "MISiS" en de Moscow State University heeft spoordetectoren ontwikkeld die de mogelijkheden van het gebruik van muon-radiografie kunnen uitbreiden. Met een nieuw detectormodel kunt u de aanwezigheid van muonen registreren en de bewegingsrichting met hoge nauwkeurigheid bepalen. Als u drie detectoren aan weerszijden van het onderzochte object gebruikt, kunt u een driedimensionaal beeld krijgen van wat erin zit. Met behulp van de detector is het mogelijk om holtes te detecteren en de dichtheid van verschillende rotsen te bepalen. Een tunnelmicroscoop wordt gebruikt om muonsporen te analyseren.

Op de foto: tunnelmicroscoop

De praktische toepassing van de nieuwe ontwikkeling is zeer divers. Met dit apparaat kunt u niet alleen mogelijke holtes in de rotsmassa bepalen, maar ook naar de meest ontoegankelijke plaatsen kijken. Bijvoorbeeld om de werking van een kernreactor van een kerncentrale te evalueren of om het gedrag van een gletsjer te voorspellen door de dichtheid van ijs en de aanwezigheid van scheuren te bepalen. Deze ontwikkeling zal interessant zijn voor ondernemingen die zich bezighouden met mijnbouw. Een rupsdetector zal de kosten en tijd van exploratie met betrekking tot het zoeken naar mineralen op een diepte van maximaal twee kilometer aanzienlijk helpen verminderen. In de afgelopen jaren zijn gevallen van bodemfalen in bevolkte gebieden frequenter geworden, in de directe omgeving waarvan mijnen worden gebruikt. Met behulp van een rijdetector kunt u de conditie van rotsen volgen en in de tijd negatieve trends detecteren. Het nieuwe apparaat heeft al alle nodige tests doorstaan in de experimentele geofysische put van de Russische Academie van Wetenschappen, maar specialisten blijven de software verbeteren.