Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Nytt instrument identifiserer ueksploderte artilleri skjell

Mars Curiosity Rover Scientific Instruments Explained in Detail (Mars 2019).

Anonim

Samfunnet står overfor trusler gjennom ondsinnet bruk av kjemiske, biologiske, radiologiske, nukleare og / eller eksplosive (CBRNE) materialer. Påvisning av ulovlig handel eller andre kriminelle handlinger, samt mange sikkerhets- og sikkerhetsapplikasjoner, krever nye materialanalyseteknikker og -instrumenter. Disse gjenkjenningssystemene skal være ikke-destruktive, men likevel kunne oppdage og identifisere trusselobjektene, selv fra innsiden av en skjerm eller maskeringshyller. Aktive spørringsmetoder som bruker penetrerende partikkelbjelker, kan avsløre tilstedeværelsen av CBRNE-materialer.

annonse


"I en rask gamma nøytron aktiveringsanalyse (PGNAA) blir en ukjent gjenstand utsatt for en høy nøytronflux, og den utgående rask gamma-strålingen måles med en høy-energi-oppløsning gamma spektrometer. De utstrålede gammastråler er isotop-spesifikke, så gamma nøytronaktivering Analyse kan brukes til å oppdage nærvær av nesten alle elementer, sier Dr. Camille Bélanger-Champagne fra Helsingfors Institutt for fysikk (HIP) ved Helsingfors universitet.

Hun er fysiker i NINS3-forskerholdet som nylig publiserte i PLOS ONE sitt arbeid med instrumenter for aktiv neutron-undersøkelse av ueksploderte artilleriskjell.

Gamma stråler og identifisere mål innenfor ukjente objekter

Relativ intensitet av gammastråletoppene i energispektret kan brukes til å måle de relative fraksjonene av elementene inne i det ukjente målet.

Anvendelser av PGNAA-teknikken finnes i mange sammenhenger, og spesialiserte systemer er utformet basert på materialer, elementer og isotoper som må identifiseres i hver applikasjon. I delmengden av applikasjoner som fokuserer på militær ordnance, er sprengstoff og kjemiske våpen de viktigste identifikasjonsmålene innenfor ukjente objekter. Forholdet mellom de viktigste gammastråletoppene av hydrogen og nitrogen kan brukes til å identifisere tilstedeværelsen av høye eksplosiver. Gamma-strålesignalet fra arsen, fluor, fosfor, svovel og klor er nødvendig for å identifisere kjemiske våpen.

De vanligste sprengstoffene kan unikt identifiseres ved å måle det grunnleggende hydrogen / nitrogenforholdet med en presisjon bedre enn 10 prosent.

Et presis timinginstrument med en intens pulserende nøytrongenerator

Monte Carlo simuleringer gjort av HIP-teamet ved hjelp av Universitetet i Helsingfors databehandlingsklynger, har blitt brukt til å designe to varianter av et nytt raskt gamma nøytron aktiveringsinstrument som kan oppnå denne presisjonen. Instrumentet har en intens pulserende nøytrongenerator med presis timing.

"Måling av hydrogenstoppen fra målglasset er spesielt utfordrende fordi selve instrumentet inneholder hydrogen som er nødvendig for nøytronmåling og skjerming, sier Dr. Camille Bélanger-Champagne.

Ved iterativ designoptimalisering økte brøkdelen av hydrogentoppen fra sprengstoffet under forhøringen fra 53 prosent til 74 prosent for referanseutformingen. I de optimaliserte designvarianter, kan hydrogensignalet fra et eksplosivt skall måles til en statistikk-presisitet bedre enn 1 prosent innen 30 minutter.

Neste generasjons nøytrongeneratorer med partnere

I dette prosjektet har forskere fra HIP samarbeidet med et akseleratorteknologiselskap, JHV Physics og et kjernefysisk sikkerhetsopplærings- og konsulentselskap, HT Nuclear, for å designe det nye instrumentet for gamma nøytronaktivering av artilleriskjell. JHV Fysikk utvikler en neste generasjons nøytrongenerator med høy intensitetsbjelke og nøyaktig tidsbestemte nøytronpulser. Et prototypeinstrument er bygget og igangsetting av det nyutviklede instrumentet.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Universitetet i Helsingfors . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Camille Bélanger-Champagne, Hannes Vainionpää, Pauli Peura, Harri Toivonen, Paula Eerola, Peter Dendooven. Utforming av et nytt instrument for aktiv neutron-undersøkelse av artilleri skjell . PLOS ONE, 2017; 12 (12): e0188959 DOI: 10.1371 / journal.pone.0188959