Промышленная радиография с помощью космических мюонов: доклад о достигнутых результатах (18.05.2007)
Abstract
Industrial radiography with cosmic-ray muons: A progress report
W.B. Gilboy, P.M. Jenneson, S.J.R. Simons, S.J. Stanley, D. Rhodes
Космические лучи генерируют мюоны, падающие на поверхность Земли с огромными энергиями, достигающими 1012 ГэВ.
До настоящего момента было сделано несколько попыток использовать чрезвычайную проникающую способность мюонов для зондирования внутренних структур больших объектов, включая Египетскую пирамиду и вулканы, но их низкая интенсивность на единицу поверхности (~ 1 см-2 в минуту), обычно ограничивает достижимое на практике пространственное разрешение. Однако более интенсивная низкоэнергичная область мюонного спектра, как было недавно показано, способна обнаруживать объекты с высоким Z и размерами порядка 10 см, спрятанными в больших транспортных контейнерах за время порядка несколько минут!
Эти разработки вдохновили на дальнейшие исследования различных вариантов практического использования космических мюонов в промышленности. Для того что бы получить максимальную выгоду от низкоэнергичного мюонного спектра требуются детекторы большой площади, а пластиковые сцинтилляторы дают преимущество в рамере, стоимости и простоте установки. Сцинтилляционные плиты площадью до 1 м2 и толщиной 76.2 мм проходят тестирование в приложениях ядерной промышленности. Самый простой подход – использовать по всем углам установки трубки фотоумножителя для измерения относительных размеров импульсов мюонов, что бы определить положение каждого из треков мюона, прошедшего через сцинтиллятор. В статье рассказывается об этой методике, а также дана оценка потенциальной возможности визуализации (формирования изображений на основе треков).
- Industrial radiography with cosmic-ray muons: A progress report
Cosmic-ray produced muons arrive at the surface of the earth with enormous energies ranging up to 1012 GeV.
There have been sporadic attempts to exploit their extreme penetration through matter to probe the internal structures of very large objects, including an Egyptian pyramid and a volcano but their very low intensity per unit area ( 1 cm2 per min) generally restricts the practicably attainable spatial resolution to large dimensions. Nevertheless the more intense low energy region of the muon spectrum has recently been shown to be capable of detecting high-Z objects with dimensions of the order of 10 cm hidden inside large transport containers in measurement times of minutes. These various developments have encouraged further studies of potential industrial uses of cosmic-ray muons in industrial applications. In order to gain maximum benefit from the low muon flux large area detectors are required and plastic scintillators offer useful advantages in size, cost and simplicity. Scintillator slabs up to 1m2 square and 76.2mm thick are undergoing testing for applications in the nuclear industry. The most direct approach employs photomultiplier tubes at each corner to measure the relative sizes of muon induced pulses to determine the location of each muon track passing through the scintillator.
The performance of this technique is reported and its imaging potential is assessed. / 150.00 Кб