Новый лазерный детектор найдёт радиоактивные вещества даже на большом расстоянии

Новый детектор обнаружит радиоактивные вещества, даже если они будут находиться на значительном расстоянии от детектора.

Фото Global Look Press.

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.