ТРИНИТИ готовит революцию в геологии с помощью космических лучей

Специалисты Троицкого института инновационных и термоядерных исследований к 2024 году планируют сделать опытный образец мюонного томографа, который позволит получать трехмерное изображение плотности исследуемого грунта при проведении геологоразведки твердых полезных ископаемых.


Мюонный томограф — устройство, которое использует космические лучи — потоки высокоэнергетических частиц, которые постоянно бомбардируют Землю из космоса — для сканирования подземных объектов. Одним из компонентов космических лучей являются мюоны — элементарные частицы, похожие на электроны, но с большей массой. Мюоны имеют высокую проникающую способность и могут преодолевать толщи грунта, скал и бетона, теряя при этом часть своей энергии. Регистрируя количество и направление мюонов, проходящих через определенную область, можно получить информацию о плотности и структуре вещества в этой области. Это принцип работы мюонного томографа.

Мюонная томография имеет множество применений в различных областях, таких как археология, геология, геофизика, сейсмология, ядерная физика и безопасность. Одним из перспективных направлений является геологоразведка твердых полезных ископаемых, таких как золото, серебро, медь, олово, уран и другие. Мюонная томография позволяет обнаруживать и оценивать рудные тела на глубинах до нескольких километров без необходимости бурения скважин. Это снижает затраты и время на поиски и разведку месторождений, а также уменьшает воздействие на окружающую среду.

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) является одним из ведущих научных центров России в области физики плазмы, управляемого термоядерного синтеза, лазерной физики и техники, создания и применения импульсных источников энергопитания на основе МГД-генераторов. Институт был основан в 1952 году и в настоящее время входит в состав Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». В институте работают более 1300 сотрудников, в том числе 3 академика и 4 члена-корреспондента РАН, 53 доктора и 150 кандидатов наук.

В 2023 году ТРИНИТИ включен в санкционный список США, Великобритании, Евросоюза и Канады за «незаконный контроль России над Запорожской атомной электростанцией Украины» и «связь с режимом Путина». Однако это не помешало институту продолжать свою научную деятельность и развивать новые проекты.

Одним из таких проектов является создание опытного образца мюонного томографа, который планируется завершить к 2024 году. Для этого в институте была создана специальная лаборатория, в которой проводятся исследования по регистрации и обработке мюонных треков, разработке и совершенствованию детекторов, программного обеспечения и алгоритмов реконструкции изображений. Опытный образец мюонного томографа будет иметь размеры около 1×1 метра и сможет сканировать объекты на глубине до 500 метров. По словам директора института Дмитрия Маркова, мюонный томограф будет способен обнаруживать рудные тела с плотностью от 2,5 г/см3 и объемом от 1000 м³. Также он сможет дифференцировать различные типы руд по их химическому составу.

Мюонный томограф представляет собой перспективную технологию для геологоразведки твердых полезных ископаемых, которая может существенно повысить эффективность и снизить затраты на поиски и разведку месторождений. Кроме того, мюонная томография может быть использована для мониторинга состояния реакторов атомных электростанций, обследования подземных сооружений, археологических памятников, вулканов и других объектов. ТРИНИТИ намерен стать лидером в разработке и применении мюонной томографии в России и мире.