В Массачусетском университете разрабатывают технологию для эффективного обнаружения контрабанды урана и других радиоактивных веществ

Новая технология, разрабатываемая в Массачусетском университете, может помочь эффективнее обнаруживать контрабанду урана и других радиоактивных веществ. Об этом заявил в беседе со Sputnik Армения преподаватель ядерной физики и инженерии Массачусетского технологического университета Арег Данагулян.

Сканирование проводится циклотроном небольшой мощности, который испускает слабое гамма-излучение, состоящее из потока фотонов. Когда фотоны проходят сквозь какое-либо вещество, их энергия угасает. По скорости угасания можно определять не только плотность, но и атомное число вещества (то есть его место в таблице Менделеева). Основная цель разработки – находить радиоактивные элементы: уран, плутоний и другие, причем не только в пассажирских грузах (ручной клади или багаже), сколько в крупных контейнерах.

В детекторах, которые используются в аэропортах и на вокзалах, мощность у лучей составляет 60-120 кЭв (килоэлектронвольт). Они проходят через сумку или чемодан, но через металлические стены грузового контейнера пройти не могут. Для этого нужны мощности в 5-10 МЭв, но такие детекторы трудно переносить.

Технология, над которой работают в Массачусетском университете, может оказаться удобнее в использовании, особенно в крупных морских портах, на таможне или в аэропортах, где в больших контейнерах, весом в 20 с лишним тонн, в толще груза могут спрятать несколько граммов урана или плутония.

К сожалению, для наркотиков эта технология не подходит. Система обнаруживает отдельные элементы таблицы Менделеева, но не различает их сочетания. То есть, если датчику «попался» наркотик, он покажет содержания углерода, кислорода и водорода, но не сможет определить, в каких молекулах сочетаются эти вещества.

Но радиоактивные металлы детектор определяет точно благодаря новому принципу действия. Для сравнения, другие системы, действующие по похожему принципу, достигают точности только в 60%. Здесь используются линейные ускорители, где фотоны проходят большим потоком. В нем детекторы с трудом различают мощность отдельных фотонов.

«А в ускорителе, который используем мы, фотоны идут, можно сказать, медленнее, и их можно фиксировать поодиночке», — отметил Данагулян.

Прототип системы в университете уже собрали (на его основе можно будет собрать окончательные, рабочие варианты). Сейчас составляют вспомогательные алгоритмы, при помощи которых по скорости прохождения фотонов будет определяться вещество.

«Мы уже опубликовали наши идеи. Есть и возможные коммерческие партнеры для проекта», — добавил ученый.

Система должна состоять из одного ускорителя и нескольких детекторов. Нужный ускоритель стоит порядка миллиона долларов, а детекторы – смотря качеству, от 50 тысяч до примерно полумиллиона. Таким образом, в целом система может стоить 1,5 – 2 миллиона.

Параллельно, Данагулян и коллеги работают и над другой технологией сканирования – методом резонантной флюоресценции (clear resonant fluorescence). Здесь уже проведен ряд экспериментов, а теперь начались расчеты по физической модели его действия. С этим методом можно будет различать не только отдельные химические элементы, но даже их изотопы.