stringtranslate.com

Мюонная томография

Мюонная томография или мюография — это метод, который использует мюоны космических лучей для создания двух или трехмерных изображений объемов с использованием информации, содержащейся в кулоновском рассеянии мюонов. Поскольку мюоны проникают гораздо глубже, чем рентгеновские лучи , мюонную томографию можно использовать для получения изображений через гораздо более толстый материал, чем рентгеновская томография, такая как компьютерная томография . Поток мюонов на поверхности Земли таков, что один мюон проходит через площадь размером с человеческую руку в секунду. [1]

С момента своего развития в 1950-х годах мюонная томография приняла множество форм, наиболее важными из которых являются рентгенография мюонного пропускания и томография рассеяния мюонов.

Мюография использует мюоны, отслеживая количество мюонов, проходящих через целевой объем, для определения плотности недоступной внутренней структуры. Муография — это метод, по принципу схожий с рентгенографией (изображение с помощью рентгеновских лучей ), но позволяющий исследовать гораздо более крупные объекты. Поскольку мюоны с меньшей вероятностью будут взаимодействовать, останавливаться и распадаться в материи с низкой плотностью, чем в материи с высокой плотностью, большее количество мюонов будет проходить через области с низкой плотностью целевых объектов по сравнению с областями с более высокой плотностью. Аппараты записывают траекторию каждого события и создают мюограмму, которая отображает матрицу итогового числа переданных мюонов после того, как они прошли через объекты толщиной до нескольких километров. Внутренняя структура объекта, изображенная по плотности, отображается путем преобразования мюограмм в мюографические изображения.

Разрабатываются аппараты мюонной томографии для обнаружения ядерных материалов в автотранспортных средствах и грузовых контейнерах в целях нераспространения . [2] [3] Еще одним применением является использование мюонной томографии для мониторинга потенциальных подземных участков, используемых для секвестрации углерода . [1]

Этимология и использование

Термин мюонная томография основан на слове «томография», слове, образованном сочетанием древнегреческого tomos «разрез» и графе «рисунок». Этот метод создает изображения поперечного сечения (не проекционные изображения) крупномасштабных объектов, которые невозможно получить с помощью обычной рентгенографии. [ нужна цитация ] Некоторые авторы поэтому рассматривают эту модальность как разновидность мюографии.

Муография была названа Хироюки К.М. Танакой . [4] [5] Есть два объяснения происхождения слова «мюография»: (А) сочетание элементарной частицы мюон и греческого γραφή (графе) «рисование», [6] вместе предполагающее значение «рисование с помощью мюоны"; и (Б) сокращенное сочетание слов « мюон » и « рентгенография ». [7] Хотя эти методы родственны, они отличаются тем, что рентгенография использует рентгеновские лучи для изображения внутренней части объектов в масштабе метров, а мюография использует мюоны для изображения внутренней части объектов в масштабе от гектометров до километров. [8]

Изобретение мюографии

Технологии-прекурсоры

Спустя двадцать лет после того, как в 1936 году Карл Дэвид Андерсон и Сет Неддермейер обнаружили, что мюоны рождаются из космических лучей, [9] австралийский физик Е. П. Джордж предпринял первую известную попытку измерить поверхностную плотность горных пород туннеля Гутега -Муньян (часть гидроэлектрическая схема Снежных гор ) с мюонами космических лучей. [10] Он использовал счетчик Гейгера . Хотя ему удалось измерить поверхностную плотность горной породы, расположенной над детектором, и даже успешно сопоставить результат с образцами керна , из-за отсутствия направленной чувствительности счетчика Гейгера получение изображений было невозможно.

В знаменитом эксперименте 1960-х годов Луис Альварес использовал визуализацию передачи мюонов для поиска скрытых камер в пирамиде Хефрена в Гизе , хотя в то время ни одна из них не была найдена; [11] более поздние усилия обнаружили [12] ранее неизвестную пустоту в Великой Пирамиде . Во всех случаях информация о поглощении мюонов использовалась как мера толщины материала, пересекаемого частицами космических лучей.

Первая муограмма

Первая муограмма была получена в 1970 году группой под руководством американского физика Луиса Уолтера Альвареса [13] , который установил детекторную аппаратуру в камере Бельцони пирамиды Хефрена для поиска скрытых комнат внутри структуры. Он зафиксировал количество мюонов после того, как они прошли через Пирамиду. Изобретая эту технику отслеживания частиц, он разработал методы генерации мюограммы в зависимости от углов прибытия мюона. Сгенерированную муограмму сравнили с результатами компьютерного моделирования, и он пришел к выводу, что в пирамиде Хефрена не было скрытых камер после того, как аппарат находился в пирамиде в течение нескольких месяцев.

Киномюография

Новаторская работа Танаки и Нивы создала киномюографию, в которой используется ядерная эмульсия . Снимки ядерных эмульсий были сделаны в направлении вулкана, а затем проанализированы с помощью недавно изобретенного сканирующего микроскопа, специально созданного для более эффективного выявления следов частиц. [14] Киномюография позволила им получить первое внутреннее изображение действующего вулкана в 2007 году, [15] раскрывая структуру магматического пути вулкана Асама .

Муография в реальном времени

В 1968 году группа Альвареса использовала искровые камеры с цифровым считыванием данных для своего эксперимента с пирамидой. Данные отслеживания с аппарата записывались на магнитную ленту в камере Бельцони, затем данные анализировались компьютером IBM 1130 , а затем компьютером CDC 6600 , расположенным в Университете Эйн-Шамс и Радиационной лаборатории Лоуренса соответственно. [13] Строго говоря, это не были измерения в реальном времени.

Мюография в реальном времени требует, чтобы мюонные датчики преобразовывали кинетическую энергию мюона в ряд электронов, чтобы обрабатывать мюонные события как электронные данные, а не как химические изменения на пленке. Данные электронного отслеживания могут быть обработаны практически мгновенно с помощью соответствующего компьютерного процессора; Напротив, прежде чем можно будет наблюдать мюонные треки, необходимо получить данные пленочной мюографии. Отслеживание траекторий мюонов в реальном времени дает мюограммы в реальном времени, которые было бы трудно или невозможно получить с помощью пленочной мюографии.

Мюография высокого разрешения

Детектор MicroMegas имеет разрешение позиционирования 0,3 мм, что на порядок выше, чем у аппарата на основе сцинтиллятора (10 мм), [16] [17] и, таким образом, имеет возможность создавать лучшее угловое разрешение для мюограмм.

Приложения

Геология

Мюоны использовались для получения изображений магматических камер и прогнозирования извержений вулканов . [18] Канетада Нагамине и др. [19] продолжают активные исследования по прогнозированию извержений вулканов с помощью радиографии затухания космических лучей. Минато [20] использовал данные космических лучей для рентгенографии больших ворот храма. Эмиль Фрлеж и др. [21] сообщили об использовании томографических методов для отслеживания прохождения мюонов космических лучей через кристаллы йодида цезия в целях контроля качества. Все эти исследования были основаны на обнаружении некоторой части отображаемого материала, которая имеет более низкую плотность, чем остальная часть, что указывает на полость. Визуализация передачи мюонов является наиболее подходящим методом для получения информации такого типа.

В 2021 году Джованни Леоне и его группа обнаружили, что частота извержений вулкана связана с количеством вулканического материала, который движется через приповерхностный канал в активном вулкане. [22]

Везувий

Проект Mu-Ray [23] использовал мюографию для изображения Везувия , известного своим извержением в 79 году нашей эры, которое разрушило местные поселения, включая Помпеи и Геркуланум . Проект Mu-Ray финансируется Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN, Итальянский национальный институт ядерной физики) и Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Итальянский национальный институт геофизики и вулканологии). [24] Последний раз этот вулкан извергался в 1944 году. Целью этого проекта является «заглянуть» внутрь вулкана, который разрабатывается учеными из Италии, Франции, США и Японии. [25] Эту технологию можно применить к вулканам по всему миру, чтобы лучше понять, когда произойдет извержение вулканов. [26]

Этна

Проект ASTRI SST-2M использует мюографию для создания внутренних изображений магматических путей вулкана Этна . [27] Последнее крупное извержение 1669 года вызвало обширный ущерб и привело к гибели около 20 000 человек. Мониторинг потоков магмы с помощью мюографии может помочь предсказать направление, в котором может вылиться лава в результате будущих извержений.

С августа 2017 года по октябрь 2019 года было проведено последовательное мюографическое изображение здания Этны для изучения различий в уровнях плотности, которые могли бы указывать на внутреннюю вулканическую активность. Некоторые из результатов этого исследования были следующими: визуализация образования полости до обрушения дна кратера, идентификация подземных трещин и визуализация образования нового источника в 2019 году, который стал активным и впоследствии извергся. [28]

Стромболи

Аппараты используют ядерные эмульсии для сбора данных возле вулкана Стромболи . Недавние усовершенствования сканирования эмульсии, разработанные в ходе проекта «Осцилляция» с устройством для отслеживания эмульсии ( эксперимент OPERA ), привели к созданию пленочной мюографии. В отличие от других трекеров мюографических частиц, ядерная эмульсия может приобретать высокое угловое разрешение без использования электричества. Трекер на основе эмульсии собирает данные в Стромболи с декабря 2011 года. [29]

В течение 5 месяцев 2019 года на вулкане Стромболи проводился эксперимент с использованием ядерно-эмульсионной мюографии. Эмульсионные пленки были приготовлены в Италии и проанализированы в Италии и Японии. Изображения показали зону низкой плотности на вершине вулкана, которая, как полагают, влияет на устойчивость склона «Шиара-дель-Фуоко» (источник многих оползней). [30]

Пюи де Дом

С 2010 года мюографическое исследование проводится на спящем вулкане Пюи-де-Дом во Франции. [31] Для испытаний оборудования и экспериментов использовались существующие закрытые строительные конструкции, расположенные непосредственно под южной и восточной сторонами вулкана. Предварительные мюографии выявили ранее неизвестные особенности плотности на вершине Пюи-де-Дом , которые были подтверждены гравиметрическими изображениями. [32]

В 2013–2014 годах французскими и итальянскими исследовательскими группами было проведено совместное измерение, в ходе которого были протестированы различные стратегии улучшения конструкции детекторов, в частности их возможности по снижению фонового шума. [33]

Мониторинг подземных вод

Мюография применялась для мониторинга уровня грунтовых вод и уровня насыщения коренных пород в районе оползня в ответ на сильные дожди. Результаты измерений сравнивались со скважинными измерениями уровня грунтовых вод и удельного сопротивления горных пород. [34]

Ледники

Применимость мюографии для изучения ледников была впервые продемонстрирована при исследовании верхней части ледника Алетч, расположенного в Центрально-Европейских Альпах. 

В 2017 году японско-швейцарское сотрудничество провело крупномасштабный эксперимент по визуализации мюографии на леднике Эйгер, чтобы определить геометрию коренных пород под активными ледниками в крутых альпийских условиях региона Юнгфрау в Швейцарии. 5-6 эмульсионных пленок с двусторонним покрытием были установлены в рамах с пластинами из нержавеющей стали для защиты и были установлены в трех участках железнодорожного туннеля, расположенного под целевым ледником. Производство эмульсионных пленок осуществлялось в Швейцарии, а анализ проводился в Японии.

Впервые удалось успешно отобразить эрозию подстилающей коренной породы и ее границу между ледником и коренной породой. Методика предоставила важную информацию о подледных механизмах эрозии коренных пород. [35] [36]

Добыча

Компания TRIUMF и ее дочерняя компания Ideon Technologies разработали мюограф, предназначенный специально для исследования возможных участков месторождений урана с помощью скважин отраслевого стандарта [37]

Гражданское строительство

Муография использовалась для картирования внутренней части крупных инженерных сооружений, таких как плотины, и их окрестностей в целях безопасности и предотвращения рисков. [38] Мюографическая визуализация была применена для идентификации скрытых строительных шахт, расположенных над старым туннелем Альфретон (построенным в 1862 году) в Великобритании. [39]

Ядерные реакторы

Мюография применялась для исследования состояния ядерных реакторов, поврежденных в результате ядерной катастрофы на Фукусиме , и помогла подтвердить их состояние почти полного расплавления. [40]

Визуализация ядерных отходов

Томографические методы могут быть эффективными для неинвазивной характеристики ядерных отходов и учета ядерного материала в отработавшем топливе внутри контейнеров сухого хранения. Космические мюоны могут повысить точность данных о ядерных отходах и сухих контейнерах для хранения (DSC). Получение изображений DSC превышает целевой показатель обнаружения МАГАТЭ для учета ядерных материалов. В Канаде отработавшее ядерное топливо хранится в больших бассейнах (топливных отсеках или мокрых хранилищах) в течение номинального периода в 10 лет, чтобы обеспечить достаточное радиоактивное охлаждение. [41]

Проблемы и вопросы, связанные с характеристикой ядерных отходов, освещены очень подробно и кратко изложены ниже: [42]

Учет всех этих вопросов может занять много времени и усилий. Мюонная томография может быть полезна для оценки характеристик отходов, радиационного охлаждения и состояния контейнера для отходов.

Бетонный реактор Лос-Аламоса

Летом 2011 года макет реактора был сфотографирован с помощью Muon Mini Tracker (MMT) в Лос-Аламосе. [43] ММТ состоит из двух мюонных трекеров, состоящих из герметичных дрейфовых трубок. В демонстрации мюоны космических лучей проходят через физическую структуру из бетона и свинца ; были измерены материалы, подобные реактору. Макет состоял из двух слоев бетонных защитных блоков и свинцовой сборки между ними; один трекер был установлен на высоте 2,5 метра (8 футов 2 дюйма), а другой трекер был установлен на уровне земли с другой стороны. Сквозь бетонные стены был виден свинец с конической пустотой, по форме напоминающей расплавленную активную зону реактора на Три-Майл-Айленде . На накопление 8 × 10 4 мюонных событий ушло три недели . Анализ основывался на точке наибольшего сближения, где пары треков проецировались на среднюю плоскость цели, а угол рассеяния строился на пересечении. Этот тестовый объект был успешно сфотографирован, хотя он был значительно меньше, чем ожидалось на Фукусиме-дайити для предлагаемого Фукусимского мюонного трекера (FMT).^

Слева – активная зона свинцового реактора с конической пустотой. Справа – наблюдаемое ядро, на котором показаны средние углы рассеяния мюонов. Пустота в ядре четко видна через две бетонные стены высотой 2,74 метра (9 футов 0 дюймов). Свинцовый сердечник толщиной 0,7 метра (2 фута 4 дюйма) обеспечивает длину излучения, эквивалентную урановому топливу в энергоблоке 1, и дает аналогичный угол рассеяния. Горячие точки по углам — это артефакты, вызванные краевым эффектом ММТ. [43]

Приложение Фукусима

11 марта 2011 года землетрясение магнитудой 9,0, за которым последовало цунами , вызвало продолжающийся ядерный кризис на электростанции Фукусима-дайити . Хотя реакторы стабилизированы, для полной остановки потребуется знание масштабов и места повреждения реакторов. В декабре 2011 года правительство Японии объявило о холодном останове, и начался новый этап ядерной очистки и вывода из эксплуатации. Однако трудно планировать демонтаж реакторов без какой-либо реалистичной оценки степени повреждения активных зон и знания местонахождения расплавленного топлива. [44] [45] Поскольку уровни радиации внутри активной зоны реактора все еще очень высоки, маловероятно, что кто-нибудь сможет войти внутрь, чтобы оценить ущерб. Предлагается использовать систему отслеживания Фукусима-дайити (FDT), чтобы увидеть масштабы ущерба с безопасного расстояния. Несколько месяцев измерений с помощью мюонной томографии покажут распределение активной зоны реактора. Исходя из этого, можно составить план демонтажа реактора; тем самым потенциально сокращая сроки реализации проекта на многие годы.

В августе 2014 года Decision Sciences International Corporation получила контракт от Toshiba Corporation (Toshiba) на поддержку рекультивации ядерного комплекса Фукусима-дайити с использованием детекторов слежения за мюонами Decision Science. [46]

Промышленная мюография нашла применение при контроле реакторов. [47] Он использовался для обнаружения ядерного топлива на атомной электростанции Фукусима-дайити , которая была повреждена землетрясением и цунами в Тохоку в 2011 году .

Нераспространение

Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО), подписанный в 1968 году, стал важным шагом в нераспространении ядерного оружия. Согласно ДНЯО, государствам, не обладающим ядерным оружием, было запрещено, среди прочего, владеть, производить или приобретать ядерное оружие или другие ядерные взрывные устройства. Все подписавшие договор, включая государства, обладающие ядерным оружием, были привержены цели полного ядерного разоружения .

Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) запрещает все ядерные взрывы в любых средах. Такие инструменты, как мюонная томография, могут помочь остановить распространение ядерного материала до того, как из него будет изготовлено оружие. [48]

Новый договор СНВ [49], подписанный США и Россией, направлен на сокращение ядерного арсенала почти на треть. Проверка сопряжена с рядом логистически и технически сложных проблем. Новые методы визуализации боеголовок имеют решающее значение для успеха взаимных инспекций.

Мюонная томография может использоваться для проверки договоров благодаря многим важным факторам. Это пассивный метод; он безопасен для человека и не приведет к воздействию искусственной радиологической дозы на боеголовку. Космические лучи гораздо более проникающие, чем гамма- или рентгеновские лучи. Боеголовки можно визуализировать в контейнере, защищенном значительной защитой и при наличии помех. Время экспозиции зависит от объекта и конфигурации детектора (около нескольких минут, если оптимизировано). Хотя обнаружение специального ядерного материала (СНМ) может быть надежно подтверждено, а отдельные объекты СЯМ могут быть подсчитаны и локализованы, система может быть спроектирована так, чтобы не раскрывать потенциально конфиденциальные детали конструкции и состава объекта. [50]

Сканер портов Многорежимной пассивной системы обнаружения (MMPDS), расположенный во Фрипорте на Багамах, может обнаруживать как экранированные ядерные материалы , так и взрывчатые вещества и контрабанду. Сканер достаточно велик, чтобы через него мог пройти грузовой контейнер, что делает его увеличенной версией Mini Muon Tracker. Затем он создает трехмерное изображение того, что сканируется. [51]

Такие инструменты, как MMPDS, можно использовать для предотвращения распространения ядерного оружия. Безопасное, но эффективное использование космических лучей может быть реализовано в портах для содействия усилиям по нераспространению ядерного оружия или даже в городах, под эстакадами или у входов в правительственные здания.

Археология

Египетские пирамиды

Детекторы установлены в нисходящем коридоре (DC) и в коридоре Аль-Мамун (MC). a Шеврон, состоящий из огромных остроконечных известняковых балок, закрывающий первоначальный вход в DC на северной стороне пирамиды Хуфу. b 3D-модель и расположение детекторов из Нагойского университета, обозначенных красными точками, и детекторов из CEA, обозначенных оранжевыми точками, в DC и MC. в–з Детекторы. c показывает EM3, d показывает EM2, e показывает EM5, f показывает Шарпак, g показывает Жолио и h показывает Деженна. [52]
Вид на Великую пирамиду в разрезе с востока на запад и вид спереди на северную сторону Шеврона. a Подземная камера, b камера царицы, c большая галерея, d королевская комната, e нисходящий коридор, f восходящий коридор, коридор галь-Мамун, h область Шеврона на северной стороне, i Сканирование Пирамид Большой Пустоты с горизонтальной гипотезой (красная штриховка) и наклонная гипотеза (зеленая штриховка), опубликованная в ноябре 2017 г. [52]

В 2015 году, через 45 лет после эксперимента Альвареса, проект ScanPyramids , в состав которого входит международная группа ученых из Египта, Франции, Канады и Японии, начал использовать методы мюографии и термографии для исследования комплекса пирамид Гизы . [53] В 2017 году ученые, участвовавшие в проекте, обнаружили большую полость, названную «ScanPyramids Big Void», над Большой галереей Великой пирамиды в Гизе . [54] [55] В 2023 году с помощью мюонов космических лучей в пирамиде Хуфу была обнаружена «структура в форме коридора» . Он получил название «Коридор северной стены ScanPyramids». [56]

Мексиканские пирамиды

Третья по величине пирамида в мире, Пирамида Солнца , расположенная недалеко от Мехико в древнем городе Теотиуакан , была исследована с помощью мюографии. Одной из целей команды было выяснить, могут ли недоступные камеры внутри пирамиды содержать гробницу правителя Теотиуакана . Аппарат перевезли по частям, а затем собрали внутри небольшого туннеля, ведущего в подземную камеру прямо под пирамидой. В качестве предварительного результата сообщалось об области низкой плотности шириной около 60 метров, что заставило некоторых исследователей предположить, что структура пирамиды могла быть ослаблена и ей грозит обрушение. [8]

В 2020 году Национальный научный фонд США предоставил международной американо-мексиканской группе грант на мюографию для исследования Эль-Кастильо, самой большой пирамиды в Чичен-Ице . [57]

Гора Эхия

Эксперимент по трехмерной мюографии был проведен в подземных туннелях горы Эхия (в Неаполе, Италия) с помощью двух мюонных детекторов, MU-RAY и MIMA, которые успешно отобразили две известные полости и обнаружили одну неизвестную полость. Гора Эхия — место, где в 8 веке возникло самое раннее поселение Неаполя, расположенное под землей. Используя измерения в трех разных местах подземных туннелей, была создана трехмерная реконструкция неизвестной полости. Метод, использованный в этом эксперименте, может быть применен к другим археологическим объектам, чтобы проверить структурную целостность древних памятников и потенциально обнаружить скрытые исторические регионы внутри известных памятников. [58]

Императорские палаты Китая

Юаньюань Лю из Пекинского педагогического университета и ее группа продемонстрировали возможность мюографии для изображения подземной палаты первого императора Китая. [59]

Планетарная наука

Марс

Мюография потенциально может быть реализована для изображения внеземных объектов, таких как геология Марса. Космические лучи многочисленны и вездесущи в космическом пространстве. Поэтому предсказано, что взаимодействие космических лучей в атмосфере Земли с образованием пионов/мезонов и последующим распадом на мюоны происходит также и в атмосферах других планет. [60] Было подсчитано, что атмосферы Марса достаточно для создания горизонтального потока мюонов для практической мюографии, примерно эквивалентного потоку мюонов Земли. [61] В будущем может оказаться целесообразным включить мюографический аппарат высокого разрешения в будущую космическую миссию на Марс, например, внутри марсохода. [61] Получение точных изображений плотности марсианских структур можно использовать для исследования источников льда или воды.

Малые тела Солнечной системы

« Программа NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)» в настоящее время находится в процессе оценки возможности использования мюографии для визуализации плотностных структур малых тел Солнечной системы (SSB). [62] Хотя SSB имеют тенденцию генерировать меньший поток мюонов, чем атмосфера Земли, некоторых из них достаточно, чтобы обеспечить мюографию объектов диаметром от 1 км или меньше. Программа включает в себя расчет потока мюонов для каждой потенциальной цели, создание изображений и рассмотрение инженерных проблем создания более легкого и компактного аппарата, подходящего для такой миссии.

Гидросферная мюография

Гиперкилометровый подводный глубинный детектор (HKMSDD) был разработан как метод автономного мюографического наблюдения под водой при разумных затратах за счет объединения линейных массивов мюографических сенсорных модулей с подводными трубчатыми конструкциями. [63]

При подводной мюографии зависящие от времени массовые движения, состоящие из или внутри целевых гигантских жидких тел и затопленных тел из твердого материала, могут быть отображены более точно, чем при наземной мюографии. Зависящие от времени флуктуации потока мюонов из-за изменений атмосферного давления подавляются при проведении мюографии под морским дном за счет «обратного барометрического эффекта (ОБЭ)» морской воды. Низкое атмосферное давление, такое как давление, наблюдаемое в центре циклона, всасывает морскую воду; с другой стороны, высокое атмосферное давление будет выталкивать морскую воду вниз. Таким образом, колебания барометрического давления мюона в основном компенсируются IBE на уровне моря. [63]

Улавливание и хранение углерода

Успех улавливания и хранения углерода (CCS) зависит от способности надежно удерживать материалы в контейнерах для хранения. Было предложено использовать мюографию в качестве инструмента мониторинга CCS. В 2018 году двухмесячное исследование подтвердило возможность мониторинга мюографии CCS. Он был завершен в Великобритании на шахте Боулби в скважине глубиной 1,1 километра (3600 футов). [64]

Варианты техники

Томография мюонного рассеяния (МСТ)

Томография рассеяния мюонов была впервые предложена Крисом Моррисом и его группой из Национальной лаборатории Лос-Аламоса (LANL). [65] Этот метод позволяет обнаружить источник резерфордовского рассеяния мюона , отслеживая входящие и исходящие мюоны от цели. Поскольку длина излучения имеет тенденцию быть короче для материалов с более высоким атомным номером ; следовательно, при той же длине пути ожидаются большие углы рассеяния. Этот метод более чувствителен к различению различий между материалами внутри структур и, следовательно, может использоваться для визуализации тяжелых металлов, скрытых внутри легких материалов. С другой стороны, этот метод не подходит для визуализации пустотных структур или легких материалов, расположенных внутри тяжелых материалов. [ нужна цитата ]

LANL и ее дочерняя компания Decision Sciences применили метод MST для получения изображений салонов больших грузовиков и других контейнеров для хранения с целью обнаружения ядерных материалов. [66] Аналогичная система, использующая MST, была разработана в Университете Глазго и его дочерней компании Lynkeos Technology для мониторинга надежности контейнеров с ядерными отходами на складе в Селлафилде . [67]

С помощью томографии рассеяния мюонов восстанавливаются как входящие, так и вылетающие траектории каждой частицы. Было показано, что этот метод полезен для поиска материалов с высоким атомным номером на фоне материалов с высоким атомным номером, таких как уран или материал с низким атомным номером. < [68] [69] С момента разработки этого метода в Лос-Аламосе Несколько различных компаний начали использовать его для разных целей, в первую очередь для обнаружения ядерных грузов, заходящих в порты и пересекающих границы.

Команда Лос -Аламосской национальной лаборатории создала портативный мини-мюонный трекер (MMT). Этот мюонный трекер построен из герметичных алюминиевых дрейфовых трубок , [70] которые сгруппированы в двадцать четыре плоскости площадью 1,2 квадратных метра (4 фута). Дрейфовые трубки измеряют координаты частиц по X и Y с типичной точностью в несколько сотен микрометров. MMT можно перемещать с помощью домкрата или вилочного погрузчика. Если ядерный материал был обнаружен, важно иметь возможность измерить детали его конструкции, чтобы правильно оценить угрозу. [71]

МТ использует рентгенографию многократного рассеяния. Помимо потери энергии и остановки космические лучи подвергаются кулоновскому рассеянию. Угловое распределение является результатом множества одиночных разбросов. Это приводит к угловому распределению гауссовой формы с хвостами из-за однократного и множественного рассеяния под большим углом. Рассеяние представляет собой новый метод получения радиографической информации с помощью пучков заряженных частиц . Совсем недавно было показано, что информация о рассеянии мюонов космических лучей является полезным методом радиографии для целей национальной безопасности. [68] [72] [73] [74]

Многократное рассеяние можно определить так: когда толщина увеличивается и количество взаимодействий становится большим, угловая дисперсия может быть смоделирована как гауссовая. Где доминирующая часть полярно-углового распределения многократного рассеяния равна

где θ — угол рассеяния мюона, а θ 0 — стандартное отклонение угла рассеяния, приблизительно определяется выражением

Импульс и скорость мюона равны p и β соответственно, c — скорость света, X — длина рассеивающей среды, а X 0 — длина излучения материала. Чтобы описать угловое распределение, это необходимо сложить со спектром импульса космических лучей.

Затем изображение можно реконструировать с помощью GEANT4 . [75] Эти прогоны включают входные и выходные векторы, входные и выходные для каждой падающей частицы. Падающий поток , спроецированный на зону активной зоны, использовался для нормализации просвечивающей радиографии (метод ослабления). Отсюда расчеты нормированы на зенитный угол потока.

Интегрированная томографическая система мюонного импульса

Несмотря на различные преимущества использования мюонов космических лучей для визуализации крупных и плотных объектов, например, контейнеров с отработавшим ядерным топливом и ядерных реакторов, их широкое применение часто ограничивается естественным низким потоком мюонов на уровне моря, примерно 10 000 м -2 мин -1. . Чтобы преодолеть это ограничение, во время измерения для каждого мюонного события необходимо измерить две важные величины — угол рассеяния θ и импульс p . Для измерения импульса мюонов космических лучей в полевых условиях был разработан полевой мюонный спектрометр с использованием многослойных газовых черенковских излучателей под давлением, а мюонный спектрометр-томография показывает улучшенное разрешение томографии рассеяния мюонов. [76]

Мюонная вычислительная аксиальная томография (Mu-CAT)

Mu-CAT — это метод, который объединяет несколько проецируемых мюографических изображений для создания трехмерного мюографического изображения. В принципе, это похоже на медицинскую визуализацию, используемую в радиологии (КТ-сканирование) для получения трехмерных внутренних изображений тела. [77] В то время как медицинские компьютерные томографы используют вращающийся генератор рентгеновского излучения вокруг целевого объекта, Mu-CAT использует несколько детекторов вокруг целевого объекта и естественные мюоны в качестве зондов. К этим данным наблюдений Mu-CAT для восстановления трехмерных изображений применяется либо метод томографической реконструкции [78], либо обратная задача [77] . [77]  

Mu-CAT выявил трехмерное положение зоны разлома под дном кратера действующего вулкана, связанного с прошлым извержением, которое вызвало большой поток пирокластики и лавы на его северном склоне. [77]

Проверка космических лучей и пассивная томография (CRIPT)

Детектор Cosmic Ray Inspection and Passive Tomography ( CRIPT ) [79] — это канадский проект мюонной томографии, который отслеживает события рассеяния мюонов и одновременно оценивает импульс мюона. Детектор CRIPT имеет высоту 5,3 метра (17 футов) и массу 22 тонны (22 длинных тонны; 24 коротких тонны). Большая часть массы детектора расположена в спектрометре импульса мюонов, что является уникальной особенностью CRIPT в отношении мюонной томографии.

После первоначального строительства и ввода в эксплуатацию [80] в Карлтонском университете в Оттаве , Канада , детектор CRIPT был перевезен в лабораторию Chalk River Laboratories компании Atomic Energy Of Canada Limited . [81]

Детектор CRIPT в настоящее время изучает ограничения на время обнаружения для приложений по обеспечению безопасности границ, ограничения на разрешение изображений мюонной томографии, проверку запасов ядерных отходов и наблюдение за космической погодой посредством обнаружения мюонов.

Технические аспекты

Аппарат представляет собой устройство слежения за мюонами, состоящее из мюонных датчиков и записывающего носителя. В мюографических аппаратах используется несколько различных типов мюонных сенсоров: пластиковые сцинтилляторы , [82] ядерные эмульсии , [29] или детекторы газовой ионизации . [7] [16] Носителем записи является сама пленка, цифровая магнитная или электронная память. Аппарат направляют в сторону целевого объема, подвергая мюонный датчик воздействию до тех пор, пока не будут зафиксированы мюонные события, необходимые для формирования статистически достаточной мюограммы, после чего (постобработка) создается мюограмма, отображающая среднюю плотность вдоль каждого пути мюона. [ нужна цитата ]


Преимущества

Муография имеет ряд преимуществ перед традиционными геофизическими исследованиями. Во-первых, мюонов в природе много, и они перемещаются из атмосферы к поверхности Земли. [83] Этот обильный поток мюонов практически постоянен, поэтому мюографию можно использовать во всем мире. Во-вторых, благодаря высокому контрастному разрешению мюографии можно различить небольшую пустоту размером менее 0,001% от всего объема. [13] Наконец, устройство требует гораздо меньше энергии, чем другие методы визуализации, поскольку они используют естественные зонды, а не полагаются на искусственно генерируемые сигналы. [61]

Процесс

В области мюографии коэффициент прохождения определяется как отношение прохождения через объект к потоку падающего мюона. Применяя пробег мюона в веществе [84] к энергетическому спектру мюонов открытого неба, [83] можно аналитически определить значение доли падающего потока мюонов, проходящего через объект. Мюон с другой энергией имеет другой радиус действия, который определяется как расстояние, которое падающий мюон может пройти в веществе, прежде чем остановиться. Например, мюоны с энергией 1 ТэВ имеют диапазон аппроксимации непрерывного замедления (диапазон CSDA) 2500 м водного эквивалента (мвт) в диоксиде кремния, тогда как для мюонов с энергией 100 ГэВ этот диапазон снижается до 400 мвт. [85] Этот диапазон варьируется в зависимости от материала, например, мюоны с энергией 1 ТэВ имеют CSDA-диапазон 1500 мвт в свинце. [85]

Числа (или более поздние цвета), образующие мюограмму, отображаются в виде переданного количества мюонных событий. Каждый пиксель мюограммы представляет собой двухмерную единицу, основанную на угловом разрешении аппарата. Явление, при котором мюография не может различать изменения плотности, называется «эффектами объема». Объемные эффекты возникают, когда большое количество материалов с низкой плотностью и тонкий слой материалов с высокой плотностью вызывают одинаковое затухание потока мюонов. Поэтому, чтобы избежать ложных данных, возникающих из-за эффектов объема, необходимо точно определить внешнюю форму объема и использовать ее для анализа данных. [ нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ ab «Мюонная томография - Deep Carbon, MuScan, мюонные приливы». Подземный научный комплекс Булби . Проверено 15 сентября 2013 г.
  2. ^ Фишбайн, Брайан. «Мюонная радиография». Обнаружение ядерной контрабанды . Лос-Аламосская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 20 декабря 2013 года . Проверено 15 сентября 2013 г.
  3. ^ Дж. Бэй; С. Хацидакис (2021). «Эффект измерения импульса мюонов космических лучей для мониторинга экранированных специальных ядерных материалов». Материалы совместного виртуального ежегодного собрания INMM и ESARDA 2021 . Совместное виртуальное ежегодное собрание INMM и ESARDA. arXiv : 2109.02470 .
  4. ^ Танака, Хироюки К.М.; Учида, Томихиса; Танака, Манобу; Такео, Минору; Оикава, Джун; Оминато, Такао; Аоки, Йоске; Кояма, Этсуро; Цудзи, Хироши (2 сентября 2009 г.). «Обнаружение изменения массы внутри вулкана с помощью мюонной радиографии космических лучей (мюографии): первые результаты измерений на вулкане Асама, Япония». Письма о геофизических исследованиях . 36 (17). Бибкод : 2009GeoRL..3617302T. дои : 10.1029/2009gl039448 . ISSN  0094-8276. S2CID  56296786.
  5. ^ Холма, Марко; Куусиниеми, Паси; Йоутсенваара, Яри (06 марта 2022 г.). «Мюография, информационно-пропагандистская деятельность и трансдисциплинарность: на пути к золотому веку мюографии». Журнал передовых приборов в науке . 2022 . дои : 10.31526/jais.2022.258 . S2CID  247264549.
  6. ^ γραφή, Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
  7. ^ аб Ола; и другие. (2015). «Технология закрытой катодной камеры для отслеживания космических частиц». Ж. Физ.: Конф. Сер . 632 (1): 1–8. Бибкод : 2015JPhCS.632a2020O. дои : 10.1088/1742-6596/632/1/012020 .
  8. ^ аб Мелесио, Лючина (2014). «Сыщики пирамид». Мир физики . 27 (12): 24–27. Бибкод : 2014PhyW...27l..24M. дои : 10.1088/2058-7058/27/12/35.
  9. ^ Неддермейер, Сет Х.; Андерсон, Карл Д. (1937). «Заметка о природе частиц космических лучей» (PDF) . Физ. Преподобный . 51 (10): 884–886. Бибкод : 1937PhRv...51..884N. doi : 10.1103/PhysRev.51.884.
  10. ^ Джордж, EP (1955). «Космические лучи измеряют вскрышу туннеля». Инженер Содружества . Мельбурн : Tait Publishing Co., 1955 : 455–457. ISSN  0366-8398.
  11. ^ Альварес, Луис В .; Андерсон, Джаред А.; Бедвей, Ф. Эл; Буркхард, Джеймс; Фахри, Ахмед; Гиргис, Адиб; Гонейд, Амр; Хасан, Фихри; Айверсон, Деннис; Линч, Джеральд; и другие. (6 февраля 1970 г.). «Поиск скрытых комнат в пирамидах: структура Второй пирамиды Гизы определяется поглощением космических лучей». Наука . 167 (3919): 832–839. Бибкод : 1970Sci...167..832A. дои : 10.1126/science.167.3919.832. eISSN  1095-9203. ISSN  0036-8075. JSTOR  1728402. LCCN  17024346. OCLC  1644869. PMID  17742609.
  12. ↑ Марчант, Джо (2 ноября 2017 г.). «Частицы космических лучей открывают секретную камеру в Великой пирамиде Египта». Природа . 551 (7678). дои : 10.1038/nature.2017.22939. eISSN  1476-4687. ISSN  0028-0836. LCCN  12037118. OCLC  01586310.
  13. ^ abc Альварес, LW; и другие. (1970). «Поиск скрытых комнат в пирамидах». Наука . 167 (3919): 832–839. Бибкод : 1970Sci...167..832A. дои : 10.1126/science.167.3919.832. PMID  17742609. S2CID  6195636.
  14. ^ Беллини, Джанпаоло; и другие. (2015). «Проникновение и тайны Земли». Ле Наука . 564 : 56–63.
  15. ^ Махон, Дэвид Ф. (2014). «Применение мюографии» (PDF) . Лекция P1 «Границы физики» : Университет Глазго. 3 октября 2014 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2016 г. . Проверено 23 октября 2022 г.
  16. ^ аб Шефдевиль, М.; и другие. (2015). «Микромеги для мюографии, станция Анси и детекторы» (PDF) . Arche Meeting, AUTH : Салоники, Греция. 21 декабря 2015 г.
  17. ^ «Сквозь космическую тень водонапорной башни Сакле». Новости науки : CEA Sciences. Январь 2016. 2016.
  18. ^ Кедар, Шарон; Танака, Хироюки К.М.; Нодет, CJ; Джонс, CE; Плаут, JP; Уэбб, ФРГ (14 июня 2013 г.). «Мюонная радиография для исследования геологии Марса». Геонаучные приборы, методы и системы данных . 2 (1): 157–164. Бибкод : 2013GI......2..157K. дои : 10.5194/gi-2-157-2013 . eISSN  2193-0864. ISSN  2193-0856. LCCN  2013204316. OCLC  929687607.
  19. ^ Нагамине, Канетада; Ивасаки, Масахико; Симомура, Кохитиро; Исида, Кацухиро (15 марта 1995 г.). «Метод исследования внутренней структуры геофизического вещества горизонтальными мюонами космических лучей и возможное применение для прогнозирования извержений вулканов». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . Эльзевир . 356 (2–3): 585–595. Бибкод : 1995NIMPA.356..585N. дои : 10.1016/0168-9002(94)01169-9. ISSN  0168-9002. ОСЛК  781521572.
  20. ^ Минато, С. (1988). «Возможность рентгенографии космических лучей: пример храмовых ворот в качестве испытательного образца». Оценка материалов . 46 (11): 1468–1470.
  21. ^ Фрлеж, Эмиль; Супек, Иван; Ассамаган, Кетеви Адикле; Брённиманн, Ч.; Флюгель, Т.; Краузе, Бернвард; Лоуренс, Дэвид В.; Мзавиа, Дэвид А.; Почанич, Динко; Ренкер, Дитер; и другие. (21 января 2000 г.). «Космическая мюонная томография кристаллов калориметра чистого йодида цезия». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . Эльзевир . 440 (1): 57–85. arXiv : hep-ex/9905041 . Бибкод : 2000NIMPA.440...57F. дои : 10.1016/S0168-9002(99)00886-4. ISSN  0168-9002. OCLC  781521572. S2CID  514775.
  22. ^ Леоне, Джованни; Танака, Хироюки К.М.; Холма, Марко; Куусиниеми, Паси; Варга, Дезё; Ола, Ласло; Прести, Доменико Ло; Галло, Джузеппе; Монако, Кармело; Ферлито, Кармело; Бонанно, Джованни (24 ноября 2021 г.). «Мюография как новый дополнительный инструмент мониторинга вулканической опасности: последствия для систем раннего предупреждения». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 477 (2255): 20210320. Бибкод : 2021RSPSA.47710320L. дои : 10.1098/rspa.2021.0320. S2CID  243864543.
  23. ^ Д'Алессандро, Рафаэлло (2013). Обзор мюографии в Италии (Везувий и Стромболи) (PDF) . МПР 2013, Токио, Япония. 25–26 июля 2013 г.
  24. ^ Бодюсель, Ф.; Буонтемпо, С.; Д'Аурия, Л.; Де, Г.; Феста, Г.; Гаспарини, П.; Гиберт1, Д.; Якобуччи, Г.; Леспар, Н.; Маротта, А.; и другие. (18 июля 2008 г.). «Мюонная радиография вулканов и проблема Везувия» (PDF) . Архивировано из оригинала 21 декабря 2021 года . Проверено 21 декабря 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Мартинелли, Бруно (1 мая 1997 г.). «Вулканический тремор и краткосрочный прогноз извержений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . Эльзевир . 77 (1–4): 305–311. Бибкод : 1997JVGR...77..305M. дои : 10.1016/S0377-0273(96)00101-1. ISSN  0377-0273.
  26. ^ Паоло Стролин (август 2013 г.). «Тайная жизнь вулканов: использование мюонной радиографии». Наука в школе (27).
  27. ^ Эндрюс, Робин (2015). «Космические лучи-мюоны» будут запущены в гору Этна, чтобы получить изображение ее внутренностей». IFLНаука . стр. 19 ноября 2015 г.
  28. ^ Ло Прести, Д.; Ригги, Ф.; Ферлито, К.; Бонанно, ДЛ; Бонанно, Дж.; Галло, Г.; Ла Рокка, П.; Рейто, С.; Ромео, Дж. (09 июля 2020 г.). «Мюографический мониторинг вулкано-тектонической эволюции Этны». Научные отчеты . 10 (1): 11351. doi : 10.1038/s41598-020-68435-y. ISSN  2045-2322. ПМЦ 7347571 . ПМИД  32647356. 
  29. ^ аб Тюков; и другие. (2013). «Мюография с ядерными эмульсиями в Италии». Семинар по ядерной трековой эмульсии и ее будущему : Предял, Румыния. 14–18 октября 2013 г.
  30. ^ Тюков, Валерий; Александров Андрей; Бозза, Криштиану; Консильо, Люсия; Д'Амброзио, Никола; Де Леллис, Джованни; Де Сио, Кьяра; Джудичепьетро, ​​Флора; Маседонио, Джованни; Миямото, Сейго; Нисияма, Рюичи (30 апреля 2019 г.). «Первая мюография вулкана Стромболи». Научные отчеты . 9 (1): 6695. Бибкод : 2019NatSR...9.6695T. дои : 10.1038/s41598-019-43131-8. ISSN  2045-2322. ПМК 6491474 . ПМИД  31040358. 
  31. ^ Карлогану, Кристина (2015). «Мюография, безопасный способ изучения вулканов и ядерных реакторов». Серия коллоквиумов Berkeley Nuclear Engineering 2015 : 8 декабря 2015 г.
  32. ^ Миалье, Дидье; Бойвен, Пьер; Лабазуи, Филипп (2014). «Геология вулкана, выбранного в качестве эталонного экспериментального участка для построения изображений структур с использованием мюографии и стандартных геофизических методов: Пюи-де-Дом (Шен-де-Пюи, Франция)» (PDF) . Научная ассамблея IAVCEI 2013 : Кагосима, Япония. 20–24 июля 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2016 г. . Проверено 23 октября 2022 г.
  33. ^ Ноли, Паскуале; Амбросино, Фабио; Бонечи, Лоренцо; Бросс, Алан; Чимино, Луиджи; Д'Алессандро, Рафаэлло; Мэйсоне, Винченцо; Мори, Никола; Пасседжио, Джузеппе; Пла-Далмау, Анна; Сарачино, Джулио (14 февраля 2017 г.). «Мюография Пюи де Дом». Анналы геофизики . 60 (1): S0105. дои : 10.4401/ag-7380 . ISSN  2037-416X.
  34. ^ Азума, Кенничи; и другие. (2014). «Мюографические тестовые измерения для мониторинга подземных вод». Международный симпозиум ISRM — 8-й Азиатский симпозиум по механике горных пород, 14–16 октября, Саппоро, Япония : ISRM–ARMS8–2014–038.
  35. ^ Нисияма, Рюичи; и другие. (2017). «Первое измерение границы раздела лед-коренная порода альпийских ледников с помощью космической мюонной радиографии» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 44 (12): 6244–6251. Бибкод : 2017GeoRL..44.6244N. дои : 10.1002/2017GL073599. S2CID  59485564.
  36. ^ Нисияма, Рюичи; и другие. (2019). «Скульптура коренной породы под активным альпийским ледником, обнаруженная по данным мюонной радиографии космических лучей». Научные отчеты . 9:6970 (1): 6970. Бибкод : 2019NatSR...9.6970N. дои : 10.1038/s41598-019-43527-6 . ПМК 6502855 . ПМИД  31061450. 
  37. ^ «Ideon и Orano внедряют первое в мире решение для скважинной мюонной томографии» . www.businesswire.com . 06.07.2021 . Проверено 18 января 2022 г.
  38. ^ Ласаро Рош, Игнасио (2019). «Проектирование, изготовление и испытания мюонной камеры на месте для применения в науках о Земле и гражданском строительстве». {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  39. ^ Томпсон, LF; Стоуэлл, JP; Фаргер, С.Дж.; Стир, Калифорния; Лоуни, КЛ; О'Салливан, EM; Глуяс, Дж.Г.; Блейни, Юго-Запад; Пидкок, Р.Дж. (08 апреля 2020 г.). «Мюонная томография для визуализации железнодорожных туннелей». Обзор физических исследований . 2 (2): 023017. Бибкод : 2020PhRvR...2b3017T. doi : 10.1103/PhysRevResearch.2.023017 . S2CID  216330759.
  40. ^ Хонго, июнь (29 сентября 2015 г.). «Наблюдение за Фукусимой: на реакторе 2 подтверждена почти полная авария». Уолл Стрит Джорнал . ISSN  0099-9660 . Проверено 18 января 2022 г.
  41. ^ Джонкманс, Гай; Ангел, Виниций Николае Петре; Джуэтт, Кибела; Томпсон, Мартин (1 марта 2013 г.). «Визуализация ядерных отходов и проверка отработавшего топлива с помощью мюонной томографии». Летопись атомной энергетики . Эльзевир . 53 : 267–273. arXiv : 1210.1858 . doi :10.1016/j.anucene.2012.09.011. eISSN  1873-2100. ISSN  0306-4549. OCLC  50375208. S2CID  119286077.
  42. ^ Международное агентство по атомной энергии (2007). Стратегия и методология характеристики радиоактивных отходов . Вена: Международное агентство по атомной энергии. ISBN 9789201002075.
  43. ^ аб Миядера, Харуо; Бороздин Константин Н.; Грин, Стив Дж.; Лукич, Зария; Масуда, Кодзи; Милнер, Эдвард К.; Моррис, Кристофер Л.; Перри, Джон О. (24 мая 2013 г.). «Визуализация реакторов Фукусима-дайити с помощью мюонов». Достижения АИП . Американский институт физики . 3 (5): 052133. Бибкод : 2013AIPA....3e2133M. дои : 10.1063/1.4808210 . ISSN  2158-3226. OCLC  780660465. Летом 2011 года макет реактора был сфотографирован с помощью Muon Mini Tracker (MMT) в Лос-Аламосе (высота 2231 м).
  44. ^ Стоун, Р. (2011). «Очистка Фукусимы будет затяжной и дорогостоящей». Наука . 331 (6024): 1507. Бибкод : 2011Sci...331.1507S. дои : 10.1126/science.331.6024.1507. ПМИД  21436414.
  45. ^ Бернс, Питер С.; Юинг, Родни К.; Навроцкий, Александра (2012). «Ядерное топливо при аварии реактора». Наука . 335 (6073): 1184–1188. Бибкод : 2012Sci...335.1184B. дои : 10.1126/science.1211285. PMID  22403382. S2CID  52326873.
  46. ↑ Блэквелл, Шелия С. (4 августа 2014 г.). «Decision Sciences заключила контракт с Toshiba на проект ядерного комплекса Фукусима-дайити» (пресс-релиз). Миддлбург, Вирджиния : Наука о принятии решений. Архивировано из оригинала 28 апреля 2021 года . Проверено 22 декабря 2021 г. МИДДЛБУРГ, Вирджиния, 8 августа 2014 г. – Decision Sciences International Corporation (DSIC), поставщик передовых технологий в области систем безопасности и обнаружения, сегодня объявила о заключении контракта с корпорацией Toshiba (Toshiba) на поддержку восстановления Фукусимы. Ядерный комплекс Daiichi с использованием революционных детекторов слежения за мюонами DSIC.
  47. ^ Абэ, Дайсуке (2015). «Космические частицы помогают ученым «рентгеновские» вулканы». Nikkei Asian Review : 5 ноября 2015 г.
  48. ^ «Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний ОДВЗЯИ» (PDF) . Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ . Архивировано из оригинала (PDF) 2 декабря 2011 года . Проверено 4 декабря 2011 г.
  49. ^ «Новый договор и протокол СНВ». Белый дом . 8 апреля 2010 г. - через Национальный архив .
  50. ^ Бороздин, К.Н.; Моррис, К.; Клименко А.В.; Сполдинг, Р.; Бэкон, Дж. (2010). «Пассивное изображение СЯМ с помощью нейтронов и гамма-лучей, генерируемых космическими лучами». Симпозиум IEEE по ядерным наукам и конференция по медицинской визуализации . стр. 3864–3867. дои : 10.1109/NSSMIC.2010.5874537. ISBN 978-1-4244-9106-3. S2CID  25526098.
  51. ^ "Корпорация Decision Sciences Corp". Архивировано из оригинала 19 октября 2014 г. Проверено 20 декабря 2013 г.
  52. ^ ab Прокурор, Себастьян; Моришима, Кунихиро; Куно, Мицуаки; и другие. (2 марта 2023 г.). «Точная характеристика структуры коридора в пирамиде Хуфу путем наблюдения мюонов космических лучей». Природные коммуникации . 14 (1): 1144. Бибкод : 2023NatCo..14.1144P. дои : 10.1038/s41467-023-36351-0. ISSN  2041-1723. ПМЦ 9981702 . ПМИД  36864018. 
  53. ↑ Эндрюс, Робин (2 ноября 2015 г.). «Археологи будут использовать дроны и космические лучи, чтобы заглянуть глубоко внутрь пирамид». IFLНаука! . IFLНаука . Проверено 16 декабря 2017 г.
  54. ↑ Грешко, Михаил (2 ноября 2017 г.). «Таинственная пустота обнаружена в Великой пирамиде Египта». Национальная география . Национальное географическое общество. Архивировано из оригинала 2 ноября 2017 года . Проверено 16 декабря 2017 г.
  55. ^ Моришима, Кунихиро; и другие. (2 ноября 2017 г.). «Открытие большой пустоты в пирамиде Хуфу путем наблюдения мюонов космических лучей». Природа . 552 (7685): 386–390. arXiv : 1711.01576 . Бибкод : 2017Natur.552..386M. дои : 10.1038/nature24647. PMID  29160306. S2CID  4459597.
  56. ^ Прокурор Себастьян; и другие. (2023). «Точная характеристика структуры коридора в пирамиде Хуфу путем наблюдения мюонов космических лучей». Природные коммуникации . 14 (1): 1144. Бибкод : 2023NatCo..14.1144P. дои : 10.1038/s41467-023-36351-0. ПМЦ 9981702 . ПМИД  36864018. 
  57. ^ О'Киф, Мадлен. «Видеть сквозь стены и разрушать барьеры». журнал «Симметрия» . Проверено 18 января 2022 г.
  58. ^ Чимино, Луиджи; Баккани, Гульельмо; Ноли, Паскуале; Амато, Лусио; Амбросино, Фабио; Бонечи, Лоренцо; Бонги, Массимо; Чулли, Виталиано; Д'Алессандро, Рафаэлло; Д'Эррико, Мариаэлена; Гонзи, Сандро (27 февраля 2019 г.). «3D-мюография для поиска скрытых полостей». Научные отчеты . 9 (1): 2974. Бибкод : 2019NatSR...9.2974C. дои : 10.1038/s41598-019-39682-5. ISSN  2045-2322. ПМК 6393493 . ПМИД  30814618. 
  59. ^ Пекин, Диди Тан. «Космические лучи могут раскрыть тайны гробницы Терракотовой армии». Времена . ISSN  0140-0460 . Проверено 18 января 2022 г.
  60. ^ Танака, Гонконг (2007). «Моделирование Монте-Карло образования атмосферных мюонов: последствия прошлой марсианской среды». Икар . 191 (2): 603–615. Бибкод : 2007Icar..191..603T. дои : 10.1016/j.icarus.2007.05.014.
  61. ^ abc Минотт, Сара (2013). «Мюография: размышления о мюонах - как проникающие частицы могут позволить нам заглянуть под поверхность Марса». Блоги Европейского союза геонаук : 19 июня 2013 г.
  62. ^ Преттиман, Томас (2014). «Глубинное картирование малых тел Солнечной системы с ливнями вторичных частиц галактических космических лучей» (PDF) . Симпозиум НАСА по передовым инновационным концепциям (NIAC), 2014 г .: Пало-Альто, Калифорния. 4–6 февраля 2014 г.
  63. ^ аб Танака, Хироюки К.М.; Айти, Масаацу; Бозза, Криштиану; Конильоне, Роза; Глуяс, Джон; Хаяси, Наото; Холма, Марко; Камошида, Осаму; Като, Ясухиро; Кин, Тадахиро; Куусиниеми, Паси (30 сентября 2021 г.). «Первые результаты подводной мюографии с помощью гиперкилометрического подводного глубинного детектора морского дна Токийского залива». Научные отчеты . 11 (1): 19485. Бибкод : 2021NatSR..1119485T. дои : 10.1038/s41598-021-98559-8. ISSN  2045-2322. ПМЦ 8484265 . ПМИД  34593861. 
  64. ^ «Рентгеновское зрение». BCCJ Проницательность . 19 апреля 2019 г. Проверено 12 ноября 2021 г.
  65. ^ Адам, Дэвид (06 апреля 2021 г.). «Основная концепция: мюография предлагает новый способ заглянуть внутрь множества объектов». Труды Национальной академии наук . 118 (14). Бибкод : 2021PNAS..11804652A. дои : 10.1073/pnas.2104652118 . ISSN  0027-8424. ПМК 8040818 . ПМИД  33790020. 
  66. ^ «Мюонные детекторы охотятся за контрабандой делящихся веществ» . www.aps.org . Проверено 18 января 2022 г.
  67. ^ «Мониторинг радиоактивных отходов с помощью мюонов - World Nuclear News». www.world-nuclear-news.org . Проверено 18 января 2022 г.
  68. ^ аб Бороздин, Константин Н.; Хоган, Гэри Э.; Моррис, Кристофер; Приедгорский, Уильям К.; Сондерс, Александр; Шульц, Ларри Дж.; Тисдейл, Маргарет Э. (20 марта 2003 г.). «Радиографические изображения с помощью мюонов космических лучей». Природа . 422 (277): 277. Бибкод : 2003Natur.422..277B. дои : 10.1038/422277a . eISSN  1476-4687. ISSN  0028-0836. LCCN  12037118. OCLC  01586310. PMID  12646911.
  69. ^ Хольманн, Маркус; Форд, Патрик; Гнанво, Кондо; Хелсби, Дженнифер; Пенья, Дэвид; Хох, Ричард; Митра, Дебасис (1 июня 2009 г.). «Моделирование GEANT4 системы мюонной томографии космических лучей с детекторами газа с микроструктурой для обнаружения материалов с высоким Z». Транзакции IEEE по ядерной науке . 56 (3): 1356–1363. arXiv : 0811.0187 . Бибкод : 2009ITNS...56.1356H. дои : 10.1109/TNS.2009.2016197 . eISSN  1558-1578. ISSN  0018-9499. LCCN  12037118. OCLC  01586310. PMID  12646911.
  70. ^ Ван, Чжэхуэй; Моррис, Кристофер Л.; Макела, Марк Ф.; Бэкон, Джеффри Д.; Баер, Э.Э.; Брокуэлл, Мичиган; Брукс, Би Джей; Кларк, диджей; Грин, Дж.А.; Грин, С.Дж.; и другие. (1 июля 2009 г.). «Недорогой и практичный герметичный детектор нейтронов с дрейфовой трубкой». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . Эльзевир . 605 (3): 430–432. Бибкод : 2009NIMPA.605..430W. дои :10.1016/j.nima.2009.03.251. ISSN  0168-9002. ОСЛК  781521572.
  71. ^ Ригги, С.; Антонуччо, В.; Бандьерамонте, М.; Беччиани, У.; Беллуомо, Ф.; Беллузо, М.; Биллотта, С.; Бонанно, Дж.; Карбоне, Б.; Коста, А.; и другие. (3 июля 2012 г.). «Детектор космических лучей большой площади для проверки скрытых материалов с высоким Z внутри контейнеров». Физический журнал: серия конференций . Издательство ИОП . 409 (1): 012046. Бибкод : 2013JPhCS.409a2046R. дои : 10.1016/j.nima.2009.03.251 . eISSN  1742-6596. ISSN  1742-6588. ОСЛК  723581599.
  72. ^ Моррис, Кристофер Л.; Александр, СС; Бэкон, Джеффри Д.; Бороздин Константин Н.; Кларк, диджей; Чартран, Р.; Эспиноза, CJ; Фрейзер, AM; Галасси, MC; Грин, Дж.А.; и другие. (28 октября 2008 г.). «Томографическая визуализация с помощью мюонов космических лучей». Наука и глобальная безопасность: техническая основа инициатив по контролю над вооружениями, разоружению и нераспространению . Тейлор и Фрэнсис . 16 (1–2): 37–53. Бибкод : 2008S&GS...16...37M. дои : 10.1080/08929880802335758. eISSN  1547-7800. ISSN  0892-9882. OCLC  960783661. S2CID  53550673.
  73. ^ Приедгорский, Уильям К.; Бороздин Константин Н.; Хоган, Гэри Э.; Моррис, Кристофер; Сондерс, Александр; Шульц, Ларри Дж.; Тисдейл, Маргарет Э. (2 июля 2003 г.). «Обнаружение объектов с высоким Z с помощью многократного рассеяния мюонов космических лучей». Обзор научных инструментов . Американский институт физики . 74 (10): 4294–4297. Бибкод : 2003RScI...74.4294P. дои : 10.1063/1.1606536. eISSN  1089-7623. ISSN  0034-6748. LCCN  sn99009452. ОСЛК  243417110.
  74. ^ Ж. Дж. Шульц; Г. С. Бланпид; К. Н. Бороздин; А. М. Фрейзер; Н.В. Хенгартнер; А.В. Клименко; К. Л. Моррис; К. Орам и М. Дж. Соссонг (2007). «Статистическая реконструкция мюонной томографии космических лучей». Транзакции IEEE при обработке изображений . 16 (8): 1985–1993. Бибкод : 2007ИТИП...16.1985С. дои : 10.1109/TIP.2007.901239. PMID  17688203. S2CID  16505483.
  75. ^ С. Агостинелли; и другие. (2003). «Geant4 — набор инструментов для моделирования». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 506 (3): 250–303. Бибкод : 2003NIMPA.506..250A. дои : 10.1016/S0168-9002(03)01368-8.
  76. ^ Дж. Бэй; С. Хацидакис (2022). «Полевой мюонный спектрометр с использованием многослойных газовых черенковских излучателей под давлением и его применение». Научные отчеты . 12 (2559): 2559. arXiv : 2201.00253 . Бибкод : 2022NatSR..12.2559B. дои : 10.1038/s41598-022-06510-2. ПМЦ 8847616 . ПМИД  35169208. 
  77. ^ abcd Танака, Хироюки К.М.; Тайра, Хидеаки; Учида, Томихиса; Танака, Манобу; Такео, Минору; Оминато, Такао; Аоки, Йоске; Нишитама, Рюичи; Сёдзи, Дайго; Цуйджи, Хироши (2010). «Трехмерная компьютерная аксиальная томография вулкана с мюонной радиографией космических лучей». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 115 (Б12). Бибкод : 2010JGRB..11512332T. дои : 10.1029/2010JB007677 . ISSN  2156-2202.
  78. ^ Нагахара, Сёго; Миямото, Сейго (07.11.2018). «Осуществимость трехмерной томографии плотности с использованием десятков мюонных рентгенограмм и обратной проекции вулканов с фильтром». Геонаучные приборы, методы и системы данных . 7 (4): 307–316. Бибкод : 2018GI......7..307N. дои : 10.5194/gi-7-307-2018 . ISSN  2193-0856. S2CID  59946355.
  79. ^ Ангел, Виниций Николае Петре; Армитидж, Джон К.; Бэйг, Ф.; Бонифаций, К.; Буджемлин, К.; Буэно, Дж.; Чарльз, Э.; Друэн, Польша; Эрландсонб, А.; Галлант, Г.; и другие. (1 октября 2015 г.). «Система мюонной томографии на основе пластикового сцинтиллятора со встроенным мюонным спектрометром». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . Эльзевир . 798 (3): 12–23. Бибкод : 2015NIMPA.798...12A. дои : 10.1016/j.nima.2015.06.054 . ISSN  0168-9002. ОСЛК  781521572.
  80. ^ «Осмотр космических лучей и пассивная томография». Карлтонский университет . 2021. Архивировано из оригинала 21 декабря 2021 года . Проверено 21 декабря 2021 г.
  81. ^ «Более пристальный взгляд на CRIPT: ввод в эксплуатацию первой в Канаде полномасштабной системы визуализации мюонной томографии» . Атомная энергия Канады Limited . 22 апреля 2013 года. Архивировано из оригинала 6 августа 2014 года . Проверено 21 декабря 2021 г.
  82. ^ Амбросино, Ф.; и другие. (2015). «Совместное измерение потока атмосферных мюонов через вулкан Пюи-де-Дом с помощью пластиковых сцинтилляторов и детекторов с резистивными пластинчатыми камерами» (PDF) . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 120 (11): 7290–7307. Бибкод : 2015JGRB..120.7290A. дои : 10.1002/2015JB011969. ОСТИ  1329069. S2CID  130029683.
  83. ^ ab Olive, KA (Группа данных о частицах); и другие. (2014). «28. Космические лучи в обзоре физики элементарных частиц» (PDF) . Подбородок. Физ. С. _ 38 (9): 090001. arXiv : 1412.1408 . Бибкод : 2014ChPhC..38i0001O. дои : 10.1088/1674-1137/38/9/090001. S2CID  118395784. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2015 г. Проверено 14 февраля 2016 г.
  84. ^ Грум, Делавэр; и другие. (2001). «Таблицы тормозной способности и дальностей мюонов: 10 МэВ – 100 ТэВ» (PDF) . В. Данные Нукл. Таблицы данных . 78 (2): 183–356. Бибкод : 2001ADNDT..78..183G. дои : 10.1006/доп.2001.0861. Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2014 г. Проверено 14 февраля 2016 г.
  85. ^ ab Группа данных о частицах (2014). «Атомные и ядерные свойства материалов». {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )