μ介子是宇宙射線進(jìn)入地球高層大氣時(shí)產(chǎn)生的高能亞原子粒子。這些粒子自然而無(wú)害地以每分鐘每平方米約1萬(wàn)個(gè)的速度撞擊地球表面。
英國(guó)研發(fā)的μ介子跟蹤裝置能夠在這些粒子穿過(guò)物體時(shí)探測(cè)并跟蹤它們。在穿透物體時(shí)，μ介子的穿透軌跡會(huì)隨著材料密度的變化而改變。鈾和钚等核材料密度極高，因此，相對(duì)容易識(shí)別。
該項(xiàng)目由來(lái)自英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室(NNL)、格拉斯哥大學(xué)和Lynkeos技術(shù)有限公司的科學(xué)家牽頭。
Lynkeos公司成立于2016年8月，旨在開(kāi)發(fā)和制造商業(yè)用途的μ介子層析成像探測(cè)器系統(tǒng)。該公司是從塞拉菲爾德有限公司μ介子項(xiàng)目中剝離出來(lái)的，該項(xiàng)目始于2009年，目的是評(píng)價(jià)利用μ介子以非能動(dòng)方式查詢?nèi)茽柕聢?chǎng)址歷史遺留廢物容器內(nèi)容物的可行性。
在格拉斯哥，利用閃爍光纖和光電倍增器技術(shù)，在各種工業(yè)測(cè)試場(chǎng)景、不同測(cè)試材料之間的高空間分辨率和高辨識(shí)度基礎(chǔ)上，成功驗(yàn)證了一種小型原型系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上建成一個(gè)全規(guī)模探測(cè)器系統(tǒng)。
國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室表示，他們目前正在塞拉菲爾德部署該技術(shù)，該探測(cè)器現(xiàn)已由Lynkeos公司商業(yè)化，并準(zhǔn)備在全球市場(chǎng)出售。
國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Craig Shearer說(shuō)：“當(dāng)我們?cè)?009年第一次研究(μ介子探測(cè)技術(shù))時(shí)，我們認(rèn)為我們有50%的機(jī)會(huì)把這種想法變成一種可在核工業(yè)商業(yè)推廣的產(chǎn)品，但每個(gè)階段的結(jié)果都超出了我們的預(yù)期。”
該技術(shù)“可對(duì)核退役、歷史遺留廢物的貯存和廢物管理新技術(shù)測(cè)試產(chǎn)生重大影響”。傳統(tǒng)X射線技術(shù)不能用于檢查放射性廢物容器的內(nèi)容物，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)目的是防止輻射穿透。新系統(tǒng)利用μ介子在不打開(kāi)容器的情況下創(chuàng)建被屏蔽物體的高分辨率3D圖像。
Lynkeos公司首席執(zhí)行官Ralf Kaiser說(shuō)：“μ介子成像系統(tǒng)可用于多種用途，無(wú)論是檢查用于核生產(chǎn)的廢舊材料是否可以安全貯存，還是用于熱處理工藝產(chǎn)品的成像，或是在無(wú)需破壞其混凝土外殼的情況下對(duì)歷史遺留廢物進(jìn)行檢查。”
他補(bǔ)充說(shuō)：“這種探測(cè)技術(shù)向核工業(yè)提供了一種用于廢物測(cè)試的廉價(jià)方法，而目前尚沒(méi)有其他技術(shù)方案可選。這將有助于在核工業(yè)內(nèi)部大幅降低成本。”
在日本福島第一核電站，可將μ介子探測(cè)系統(tǒng)用于調(diào)查受損反應(yīng)堆內(nèi)熔融燃料的位置。
