Учёные разработали и испытали метод поиска радиоактивных веществ на большом расстоянии. Устройство срабатывает, даже если опасный материал упакован в защитный контейнер.
Разработка описана в научной статье, опубликованной в журнале Science Advances учёными из США.
В современном мире многие технологии становятся всё дешевле и доступнее, и ядерные – не исключение. Поэтому международные организации и правительства многих стран тщательно следят за оборотом радиоактивных веществ, которые в недобрых руках могут превратиться в смертоносное оружие.
Однако засечь перевозку такого материала не так просто. Если субстанция упакована в свинцовый контейнер с толстыми стенками, то радиационный фон будет превышен незначительно и лишь в непосредственной близости от источника. Между тем понятно, что, например, каждый из тысяч огромных контейнеров, перевозимых грузовыми судами по всему миру, не обследуется с дозиметром.
"Преимущество нашего метода в том, что он по своей сути является дистанционным зондированием. При дальнейшем развитии он сможет обнаруживать радиоактивный материал внутри контейнера на расстоянии в длину футбольного поля", – говорит первый автор статьи Роберт Шварц (Robert Schwartz) из Мэрилендского университета.
Новый метод заключается в том, чтобы облучать подозрительный груз инфракрасным лазером с длиной волны 3,9 микрометра. Если в контейнере нет радиоактивных веществ, то при этом не произойдёт ничего интересного.
Теперь предположим, что запрещённый материал там всё-таки есть. Редкие кванты гамма-излучения, просачивающиеся через защитную оболочку, отрывают электроны от атомов воздуха. В обычных условиях этот процесс возможно засечь лишь в непосредственной близости от контейнера, ведь "осиротевшие" электроны быстро находят себе новых "хозяев".
Однако при работе детектора в ход событий вмешивается лазерный луч. Он сообщает свободным электронам дополнительную энергию. Разогнавшись, они врезаются в атомы воздуха и выбивают из них новые свободные электроны. Они тоже ускоряются в лазерном луче, и процесс повторяется. Количество свободных электронов будет расти лавинообразно.
В конце концов воздух ионизируется настолько, что это станет заметно по характеристикам прошедшего через него лазерного луча, отразившегося от контейнера и попавшего на сенсор устройства. Это и будет для системы сигналом, что в контейнере содержится опасный груз. Более того, если засечь время, которое понадобилось на создание такой лавины свободных электронов, можно вычислить и радиационный фон.
Новая технология уже прошла лабораторные испытания. Теперь специалистам предстоит заняться её коммерческой версией.
"Сейчас мы работаем с лазером лабораторного размера, но через десять лет инженеры смогут установить такую систему внутри фургона, – уверен Шварц. – Везде, где можно припарковать грузовик, можно будет развернуть такую систему".
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как обычный Wi-Fi поможет обнаружить опасные предметы в багаже, а также о геолокаторе, который отыщет что угодно. Писали мы и о радаре, который поможет беспилотным автомобилям оставаться на дороге при любых погодных условиях.
