Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der nicht nur tief in die Erde geschaut werden kann

Russische Physiker haben ein innovatives Detektormodell geschaffen, das die praktische Anwendung der Myonenradiographie-Methode ermöglicht. Diese Methode basiert auf der Fähigkeit des Myonenflusses, verschiedene Objekte zu durchdringen und dabei seine Parameter zu ändern.

Kosmische Strahlen, die sich der Erde nähern, kollidieren mit der Atmosphäre und erzeugen Elementarteilchen, die Myonen genannt werden. Der Myonenstrom fällt auf die Oberfläche unseres Planeten und dringt durch die Wassersäule, die obere Schicht der Lithosphäre, alle Gebäude und Strukturen. Diese Partikel können bis zu 2 Kilometer tief in die Erdoberfläche und bis zu 8,5 Kilometer ins Wasser eindringen. Anfänglich ist die Flussdichte der Myonen ziemlich hoch - ungefähr 10.000 Myonen pro Minute pro Quadratmeter Oberfläche. Beim Durchgang durch die Erdoberfläche verlieren diese Partikel an Geschwindigkeit, deren Abnahme von der Dicke des Hindernisses und seiner Dichte abhängt. Diese Eigenschaft ist die Grundlage der Myonenradiographie. Die Methode wurde erstmals in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts angewendet. Mit seiner Hilfe erforschten beispielsweise amerikanische Wissenschaftler die ägyptischen Pyramiden auf der Suche nach neuen Galerien und Kameras. In unserem Land wurde diese Methode bisher aus mehreren Gründen nicht häufig angewendet.

Ein Team russischer Wissenschaftler von NUST „MISiS“ und der Moskauer Staatlichen Universität hat Spurdetektoren entwickelt, die die Möglichkeiten der Verwendung der Myonenradiographie erweitern können. Mit einem neuen Detektormodell können Sie das Vorhandensein von Myonen aufzeichnen und deren Bewegungsrichtung mit hoher Genauigkeit bestimmen. Wenn Sie drei Detektoren auf gegenüberliegenden Seiten des untersuchten Objekts verwenden, erhalten Sie ein dreidimensionales Bild dessen, was darin enthalten ist. Mit dem Detektor ist es möglich, Hohlräume zu erkennen und die Dichte verschiedener Gesteine zu bestimmen. Ein Tunnelmikroskop wird verwendet, um Myonenspuren zu analysieren.

Auf dem Foto: Tunnelmikroskop

Die praktische Anwendung der Neuentwicklung ist sehr vielfältig. Mit diesem Gerät können Sie nicht nur mögliche Hohlräume in der Gesteinsmasse ermitteln, sondern auch die unzugänglichsten Stellen untersuchen. Zum Beispiel, um den Betrieb eines Kernreaktors in einem Kernkraftwerk zu bewerten oder das Verhalten eines Gletschers vorherzusagen, indem die Eisdichte und das Vorhandensein von Rissen bestimmt werden. Diese Entwicklung wird für Bergbauunternehmen von Interesse sein. Ein Gleisdetektor wird dazu beitragen, die Kosten und die Zeit für die Erkundung im Zusammenhang mit der Suche nach Mineralien in einer Tiefe von bis zu zwei Kilometern erheblich zu reduzieren. In den letzten Jahren haben Fälle von Bodenversagen in besiedelten Gebieten zugenommen, in deren unmittelbarer Nähe sich bearbeitete Minen befinden. Mit einem Spurdetektor können Sie den Zustand von Gesteinen überwachen und negative zeitliche Trends erkennen. Das neue Gerät hat bereits alle erforderlichen Tests im geophysikalischen Experimentierfeld der Russischen Akademie der Wissenschaften bestanden, die Software wird jedoch von Experten weiter verbessert.