Reaktor nuklir direkonstruksi dalam 3D menggunakan pencitraan muon

Ilmuwan dari Prancis telah menggunakan teknik pencitraan muon untuk melakukan rekonstruksi tiga dimensi reaktor nuklir. Para peneliti mengatakan bahwa teknik ini, yang pertama kali digunakan sedemikian rupa, dapat diperluas untuk menggambarkan objek besar lainnya secara non-destruktif.

Muon bermuatan partikel subatom yang sekitar 200 kali lebih berat dari elektron. Radiografi muon – atau muografi – menganalisis bagaimana muon dalam sinar kosmik menembus objek dan memanfaatkan informasi ini untuk menghasilkan gambar dua dimensi. Teknik ini mirip dengan radiografi sinar-X yang digunakan dalam pencitraan medis dengan radiasi sinar kosmik menggantikan sinar-X yang dihasilkan secara artifisial dan pelacak muon menggantikan pelat radiografi.

Bergantung pada energinya, muon dapat melintasi meteran batu atau material lain, menjadikannya ideal untuk mencitrakan struktur tebal dan besar. Memang, teknik tersebut telah berhasil digunakan di masa lalu untuk menghasilkan gambar dua dimensi dari reaktor nuklir, piramida, dan gunung berapi.

Menentukan kepadatan lokal

Dalam karya terbaru mereka, para peneliti dipimpin oleh Pengadaan Sébastien dari Università © Paris-Saclay dan Komisi Energi Alternatif dan Energi Atom Prancis (CEA), menggunakan empat teleskop untuk mengamati reaktor nuklir yang dinonaktifkan di Prancis dari berbagai sudut. Mereka kemudian menggabungkan gambar 2D yang berbeda untuk mendapatkan struktur 3D reaktor menggunakan algoritma rekonstruksi tomografi yang dimodifikasi yang awalnya dikembangkan untuk aplikasi medis.

“Setiap gambar memberikan ukuran kepadatan objek, tetapi terintegrasi dalam arah pengamatan,” jelas Procureur. “Dengan menggerakkan teleskop, kami dapat mengakses sejumlah besar kerapatan yang terintegrasi dalam berbagai arah dan kemudian dapat menentukan kerapatan lokal.”

Teknik tersebut mampu menghasilkan rekonstruksi 3D reaktor nuklir yang akurat. “Dibandingkan dengan pencitraan medis, di mana volume yang akan dicitrakan jauh lebih kecil dan jumlah gambar 2D yang tersedia adalah beberapa ratus atau bahkan beberapa ribu, kami telah menunjukkan dalam pekerjaan kami bahwa kami dapat memperoleh informasi 3D yang relatif tepat pada suatu objek yang lebih dari 30 m dengan kurang dari 30 gambar,” kata Procureur.

Dia menambahkan bahwa meskipun teknik ini tidak akan pernah dapat menyelesaikan retakan kecil pada struktur seperti itu, informasi yang diperoleh tetap tidak dapat diakses dengan metode non-invasif lainnya. Teknik muon dapat digunakan untuk mencitrakan reaktor, baik dalam operasi maupun selama fase dekomisioning. Memang bisa membantu dalam pemeriksaan pasca kecelakaan, seperti yang dilakukan pasca kecelakaan Fukushima.

Muon kosmik menyelidiki interior siklon tropis

Di luar reaktor nuklir, metode ini juga menarik untuk studi tanah, prospeksi tambang untuk menemukan bijih, teknik sipil, dan arkeologi. Para peneliti, yang melaporkan pekerjaan mereka di Kemajuan ilmu pengetahuan, katakanlah mereka sekarang bekerja menganalisis reaktor lain untuk meningkatkan akurasi rekonstruksi 3D mereka. “Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mengoptimalkan pengukuran,” kata Procureur.

Tim juga berharap dapat mengerjakan aplikasi pencitraan muon lainnya. Pada 2015, para peneliti mengusulkan percobaan untuk memantau ketinggian air di menara air menggunakan muon dan beberapa tahun kemudian, sebuah perusahaan meminta mereka menerapkan teknik tersebut untuk memantau ketinggian air di kolam reaktor dari jarak jauh. “Jika kami tidak melakukan percobaan pada tahun 2015, perusahaan tidak akan pernah tahu bahwa teknik seperti itu ada,” kata Procureur. “Saya percaya sangat penting untuk melanjutkan eksperimen yang mungkin, pada pandangan pertama, tampak dibuat-buat.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/nuclear-reactor-reconstructed-in-3d-using-muon-imaging/