Skuteczna ochrona materiałów jądrowych
Paliwa jądrowe są najbardziej niebezpiecznymi substancjami na Ziemi, i najściślej kontrolowanymi. Skradzione materiały jądrowe mogą trafić w ręce terrorystów. Szczególną troskę w Europie i innych regionach budzą tzw. „brudne bomby”. Urządzenia takie wykorzystują konwencjonalne materiały wybuchowe do rozpraszania śmiercionośnych cząsteczek radioaktywnego pyłu. Standardowe środki bezpieczeństwa obejmują stosowanie bramowych monitorów promieniowania (RPM) w punktach kontrolnych obiektów jądrowych. Pojazdy przejeżdżają przez nieruchomą ramę, na której zamontowane są różnego rodzaju pasywne czujniki promieniowania. Jednakże RPM nie są w stanie wykryć materiałów ukrytych za gęstymi metalami. Aby zapobiec podobnym kradzieżom, w ramach finansowanego przez UE projektu IMPRINT opracowano nowe technologie umożliwiające wykrywanie ukrytych materiałów promieniotwórczych. Nowe skanery zostały zaprojektowane w celu wyeliminowania słabych punktów istniejących technologii – RPM i promieniowania rentgenowskiego. Oprócz samego detektora, w projekcie IMPRINT opracowano również algorytmy i oprogramowanie do konstruowania obrazów z wykorzystaniem danych ze skanera. Kolejne etapy projektu objęły testy w terenie i przygotowanie do komercjalizacji. Detektory mionów Kluczową technologią zastosowaną w projekcie jest detekcja mionów. Miony to podstawowe subatomowe cząstki o dużym ładunku energetycznym, powstające w górnych warstwach atmosfery. Miony zasadniczo przypominają elektrony, z tym że mają znacznie wyższą masę i energię. Kolejną kluczową różnicą jest zdolność mionów do przenikania materii. „Posiadają najwyższą znaną nam zdolność do penetracji dowolnej naładowanej cząsteczki na Ziemi”, mówi kierownik projektu IMPRINT, David Yaish. Zasada działania skanera IMPRINT opiera się na tym, że miony mogą przenikać przez każdy gęsty ładunek towarowy, w tym przez ukryte, osłonięte materiały jądrowe. Oznacza to, że nie sposób ukryć materiałów przed mionami. W praktyce System skanowania IMPRINT opiera się na zestawie sześciu mozaikowych detektorów. Nad i pod docelowym obiektem umieszczane są po dwie warstwy detektorów. Cztery detektory mierzą położenie mionów oraz kąt wejścia i wyjścia. Dwie dodatkowe warstwy detektorów mierzą pęd każdego wychodzącego mionu. Wykorzystując dane gromadzone przez detektory, opracowane w projekcie algorytmy generują trójwymiarową mapę gęstości materiałów w pojeździe lub kontenerze w celu wykrycia ukrytych materiałów promieniotwórczych. W praktyce system detekcji mionów ma być stosowany jako element systemu bezpieczeństwa w połączeniu z innymi skanerami. „Rolę głównego systemu kontroli pełni skaner RPM lub rentgenowski, natomiast system wykorzystujący miony będzie służył jako dodatkowy system kontroli, umożliwiający wykrywanie materiałów jądrowych i osłonowych oraz innych przemycanych przedmiotów, takich jak materiały wybuchowe, broń czy inne zakazane rzeczy”, wyjaśnia Yaish. Wszelkie pojazdy, które skanery główne uznają za podejrzane, będą kontrolowane przez system detekcji mionów. Stosowanie detekcji mionów w każdym pojeździe nie byłoby opłacalne. Opracowane w projekcie algorytmy detekcji mionów wykorzystują dane z głównego skanera rentgenowskiego, umożliwiając poprawę skuteczności detekcji, przy znacznie niższych kosztach, niż gdyby system detekcji mionów był używany jako samodzielny system podstawowy. Dzięki nowemu systemowi detekcji mionów powstałemu w ramach inicjatywy IMPRINT europejskie elektrownie jądrowe będą lepiej zabezpieczone.
Słowa kluczowe
IMPRINT, mion, jądrowe, detekcja mionów, materiały jądrowe, promieniotwórcze
