Gli scienziati hanno sviluppato un metodo che aiuterà a guardare in profondità nella Terra e non solo

I fisici russi hanno creato un innovativo modello di rivelatore che consente l'applicazione pratica del metodo della radiografia dei muoni. Questo metodo si basa sulla capacità del flusso di muoni di penetrare in vari oggetti, modificandone i parametri.

I raggi cosmici, avvicinandosi alla Terra, si scontrano con l'atmosfera e generano particelle elementari chiamate muoni. Il flusso di muoni cade sulla superficie del nostro pianeta, penetrando attraverso la colonna d'acqua, lo strato superiore della litosfera, qualsiasi edificio e struttura. Queste particelle possono penetrare in profondità nella superficie terrestre fino a 2 chilometri e nell'acqua - fino a 8,5 chilometri. Inizialmente, la densità del flusso di muoni è piuttosto elevata - circa 10.000 muoni al minuto per metro quadrato di superficie. Passando attraverso la superficie terrestre, queste particelle perdono velocità, la cui diminuzione dipende dallo spessore dell'ostacolo e dalla sua densità. Questa funzione è alla base del metodo della radiografia dei muoni. Il metodo sarebbe stato usato per la prima volta negli anni '60 del secolo scorso. Con il suo aiuto, ad esempio, gli scienziati americani hanno esplorato le piramidi egiziane alla ricerca di nuove gallerie e telecamere. Nel nostro paese, fino ad ora, questo metodo non è stato ampiamente utilizzato per diversi motivi.

Un team di scienziati russi della NUST "MISiS" e dell'Università statale di Mosca ha sviluppato rilevatori di tracce che possono espandere le possibilità di utilizzare la radiografia dei muoni. Un nuovo modello di rivelatore ti consente di registrare la presenza di muoni e determinare la direzione del loro movimento con elevata precisione. Se si utilizzano tre rilevatori su lati opposti dell'oggetto esaminato, è possibile ottenere un'immagine tridimensionale di ciò che è contenuto all'interno. Con l'aiuto del rivelatore, è possibile rilevare vuoti e determinare la densità di varie rocce. Un microscopio a tunnel viene utilizzato per analizzare le tracce dei muoni.

Nella foto: microscopio a tunnel

L'applicazione pratica del nuovo sviluppo è molto varia. Usando questo dispositivo, puoi non solo determinare possibili vuoti nella massa rocciosa, ma anche guardare nei luoghi più inaccessibili. Ad esempio, valutare il funzionamento di un reattore nucleare in una centrale nucleare o prevedere il comportamento di un ghiacciaio determinando la densità del ghiaccio e la presenza di crepe. Questo sviluppo sarà di interesse per le imprese impegnate nel settore minerario. Un rilevatore di tracce aiuterà a ridurre significativamente i costi e i tempi di esplorazione relativi alla ricerca di minerali a una profondità massima di due chilometri. Negli ultimi anni, i casi di cedimento del suolo nelle aree popolate sono diventati più frequenti, nelle immediate vicinanze delle quali si trovano le miniere lavorate. Utilizzando un rilevatore di tracce, è possibile monitorare le condizioni delle rocce e rilevare le tendenze negative nel tempo. Il nuovo dispositivo ha già superato tutti i test necessari nel pozzo geofisico sperimentale dell'Accademia delle scienze russa, ma gli esperti continuano a migliorare il suo software.