Az atomreaktor 3D-ben, müon-leképezéssel rekonstruált

Scientists from France have used muon-imaging techniques to carry out a three-dimensional reconstruction of a nuclear reactor. The researchers say that the technique, the first time it has been used in such a way, could be extended to non-destructively image other large objects.

Muons are charged subatomic particles that are around 200 times heavier than electrons. Muon radiography – or muography – analyses how muons in cosmic rays penetrate objects and exploits this information to produce two-dimensional images. The technique is similar to X-ray radiography used in medical imaging with the cosmic-ray radiation taking the place of artificially-generated X-rays and muon trackers the place of radiographic plates.

Depending on their energy, muons can traverse metres of rock or other materials, making them ideal for imaging thick and large structures. Indeed, the technique has been successfully used in the past to produce two-dimensional images of nuclear reactors, pyramids and volcanoes.

Helyi sűrűségek meghatározása

Legújabb munkájukban a kutatók vezetésével Sébastien ügyész tól Párizs-Saclay Egyetem valamint a francia Alternatív Energiák és Atomenergia Bizottság (CEA), négy távcső segítségével különböző szögekből figyelt meg egy leállított francia atomreaktort. Ezután kombinálták a különböző 2D képeket, hogy megkapják a reaktor 3D szerkezetét egy módosított tomográfiás rekonstrukciós algoritmus segítségével, amelyet eredetileg orvosi alkalmazásokhoz fejlesztettek ki.

„Minden kép a tárgy sűrűségét méri, de a megfigyelés irányába integrálva” – magyarázza Procureur. "A teleszkópok mozgatásával nagyszámú, különböző irányba integrált denzitáshoz hozzáférhetünk, majd meghatározhatjuk a helyi sűrűségeket."

The technique was able to produce an accurate 3D reconstruction of the nuclear reactor. “Compared to medical imaging, in which the volume to be imaged is much smaller and the number of available 2D images is several hundred or even several thousand, we have shown in our work that we can obtain relatively precise 3D information on an object that is more than 30 m long with less than just 30 images,” says Procureur.

Hozzáteszi, hogy bár a technika soha nem lesz képes feloldani az ilyen struktúrákban lévő kis repedéseket, a kapott információ hozzáférhetetlen marad más non-invazív módszerekkel. A müontechnika használható reaktorok leképezésére, akár működő, akár leszerelési fázisuk alatt. Valóban segítséget jelenthet a balesetek utáni ellenőrzésekben, például a fukusimai balesetet követően.

Kozmikus müonok vizsgálják a trópusi ciklonok belsejét

Az atomreaktorokon túl a módszer a talajtanulmányok, az ércek felkutatása céljából bányák kutatása, az építőmérnöki és a régészeti szempontból is érdekes lehet. A kutatók, akik beszámolnak munkájukról Tudomány előlegek, azt mondják, hogy most egy másik reaktor elemzésén dolgoznak, hogy javítsák 3D-s rekonstrukciójuk pontosságát. „Még sok a tennivaló a mérések optimalizálása érdekében” – mondja a Procureur.

A csapat azt reméli, hogy a müon-képalkotás más alkalmazásain is dolgozhat. 2015-ben a kutatók egy kísérletet javasoltak egy víztorony vízszintjének müonok segítségével történő monitorozására, majd néhány évvel később egy vállalat arra kérte őket, hogy alkalmazzák a technikát a reaktormedencék vízszintjének távfelügyeletére. „Ha nem végeztük volna el a kísérletünket 2015-ben, a vállalat soha nem is tudta volna, hogy létezik ilyen technika” – mondja Procureur. „Úgy gondolom, hogy alapvető fontosságú az olyan kísérletek folytatása, amelyek első pillantásra távolinak tűnhetnek.”

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/nuclear-reactor-reconstructed-in-3d-using-muon-imaging/