Polskie działo neutronowe. Niezwykły wynalazek zneutralizuje zagrożenie Bałtyku

Polskie Dzialo Neutronowe Niezwykly Wynalazek Zneutralizuje Zagrozenie Baltyku D4dd795, NEWSFIN

Ponad 100 wraków leży na dnie Zat. Gdańskiej. Jest na nie sposób

Foto: AdobeStock

Michał Duszczyk

Wynalazek Polaków jest całkowicie nowatorski – stworzone przez badaczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego urządzenie jest w stanie wykrywać pod wodą najróżniejsze substancje. Prototyp potrafi określić np. skład chemiczny zalegających na dnie substancji i w sposób bezpieczny, bo całkowicie zdalny, stwierdzić, czy i jak duże zagrożenie stwarza znajdujący się w morzu preparat. Ten innowacyjny sprzęt to tzw. działo neutronowe. Niewielkie urządzenie wraz ze specjalnie opracowanym systemem informatycznym ma stać się nieocenionym narzędziem w rękach saperów i naukowców.

Nie potrzeba nurka

Wynalazek opracował Zespół dr. Michała Silarskiego i prof. Pawła Moskala z Instytutu Fizyki UJ. Naukowcy dowiedli, że dzięki wykorzystaniu działa neutronowego możliwe jest określenie, z jakich pierwiastków składają się substancje w obiektach, które leżą na dnie zbiorników wodnych. Ostatnie badania nad wynalazkiem pozwoliły stworzyć koncepcję detektora, który wyeliminuje z odczytu zakłócenia, jakie powstają w stosowaniu tej metody w wodzie. Dzięki temu będzie można precyzyjnie określić skład pierwiastkowy zatopionych substancji i na tej podstawie je identyfikować. W oparciu o te informacje będzie wiadomo, jak należy dalej postępować – jak zabezpieczyć i zneutralizować materiał niebezpieczny. Kluczową zaletą tej metody jest możliwość identyfikacji potencjalnie niebezpiecznego materiału w pełni zdalnie, bez udziału nurka, co niweluje ryzyko, jakie wynika z kontaktu z amunicją konwencjonalną lub chemiczną. Analizy można będzie prowadzić na większych głębokościach.

Detektor jest niewielkich rozmiarów – całe urządzenie będzie nie większe od walizki. – Może być ono zamontowane na podwodnej, zdalnie sterowanej sondzie, zdolnej do pracy również na większych głębokościach. Ważne jest jedynie, by taka sonda znalazła się blisko badanego przedmiotu, tak aby z możliwie minimalnej odległości skierować na niego wiązkę neutronów. To pozwoli rozpoznać pierwiastki wchodzące w skład zatopionych substancji, również tych, które są zamknięte w pojemnikach. Naszą metodą możemy wykryć na przykład węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę, chlor, a także gazy bojowe zawierające arsen – wylicza dr Silarski.

Jak tłumaczy, działo neutronowe to generator, który zderza jony deuteru z izotopem wodoru – trytem. Emitowane z takiego generatora neutrony, przenikając przez zanurzony obiekt, wzbudzają atomy w badanej substancji, wskutek czego emitują one kwanty gamma. Te są rejestrowane w opracowanym na UJ detektorze. Ponieważ każdy pierwiastek charakteryzuje odrębny, specyficzny odczyt kwantów gamma, analiza ich całego spektrum i stosunków ilości pozwala dokładnie określić, jaka substancja jest ukryta w zatopionym pojemniku. Aby pozbyć się zakłóceń z odczytu pochodzącego z wody znajdującej się pomiędzy detektorem a badaną substancją, urządzenie wyposażono w specjalne rury wypełnione powietrzem, przez które kieruje się wiązkę neutronów.

Wyzwaniem koszty

W UJ podkreślają, iż wynalazek bazuje na autorskim rozwiązaniu systemu tzw. neutronowodów oraz tarczy antycomptonowskiej. Dzięki nim neutrony docierają do badanego obiektu bez zakłóceń spowodowanych wodą znajdującą się między urządzeniem a badaną substancją. – Ponadto spektrum odczytu kwantów gamma możemy oczyścić z części zakłóceń powstałych w wyniku wzbudzenia wody. To precyzuje badanie i ułatwia identyfikację substancji. Można mówić o pewnym przełomie w tej dziedzinie – dodaje Silarski.

Naukowcy wskazują, że wystarczy około 10 sekund, by pobrać dane i na tej podstawie określić skład chemiczny badanej substancji. Urządzenie zadziała poprawnie, gdy znajdzie się kilkadziesiąt centymetrów od celu – nie musi ono przylegać do badanego obiektu. – Badaliśmy w laboratorium próbki dna morskiego pobrane z okolic zatopionego niedaleko portu w Gdyni tankowca Stuttgart. Zidentyfikowaliśmy obecność ciężkiego paliwa – mazutu. Nasza metoda w zasadzie pozwoli zidentyfikować każdą substancję z katalogu tych, które uznaje się za niebezpieczne – podkreśla Michał Silarski.

Centrum Transferu Technologii CITTRU z Uniwersytetu Jagiellońskiego teraz poszukuje partnera technologicznego, z którym wprowadzi na rynek nowe rozwiązanie. Wyzwaniem jest koszt generatora neutronów. W Polsce jest niewiele tego typu urządzeń, ponieważ są one bardzo kosztowne. – Zestawiając zalety sprzętu z danymi o ilości niebezpiecznych substancji, które zalegają na dnie zbiorników wodnych, widać dużą potrzebę w dostępie do takiego urządzenia – przekonuje dr Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor CITTRU UJ.

Źródło

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *