Афонин Д.Н. Перспективы применения мюонной томографии при таможенном контроле // Бюллетень инновационных технологий. 2018. Т. 2, № 2(6). С. 18-20
УДК 343.8
Санкт-Петербургский филиал Российской таможенной академии
Аннотация
В статье рассматриваются перспективны применения мюонной томографии для таможенного контроля крупногабаритных грузов, контейнеров и транспортных средств. Преимущества мюонной томографии (высокая проникающая способность, отсутствие дополнительной лучевой нагрузки на персонал и контролируемые товары и транспортные средства, возможность построения трехмерного изображения объекта контроля, выявление контрабандных товаров по эффективному атомному номеру даже находящихся в экранирующих контейнерах) делают ее перспективным методом интроскопии при таможенном контроле крупногабаритных грузов.
Ключевые слова: мюонная томография, интроскопия, таможенный контроль
St. Petersburg Branch of the Russian Customs Academy
Abstract
The article considers the prospects of using muon tomography for the customs control of large-sized cargoes, containers and vehicles. The advantages of muon tomography (high penetrating power, the absence of additional radiation load on personnel and controlled goods and vehicles, the possibility of constructing a three-dimensional image of the monitoring object, the detection of contraband goods by an effective atomic number even in shielding containers) make it a promising method of introscopy for the customs control of large cargo.
Keywords: muon tomography, introscopy, customs control.
Сотни миллионов автомобилей и контейнеров каждый год пересекают таможенные границы. Все они могут скрыто транспортировать ядерное оружие, ядерные материалы, наркотические средства, боеприпасы, взрывчатые вещества и другую контрабанду. Традиционные системы контроля, например, инспекционно-досмотровые комплексы, основанные на рентгеновском излучении, имеют ограниченное применение, поскольку не всегда позволяют идентифицировать различные запрещенные или ограниченные к перемещению через границы товары и грузы. Стационарные системы радиационного контроля, например, Янтарь позволяют выявлять источники ионизирующего излучения, но, если эти источники находятся в специальных экранирующих контейнерах, внешнего излучения не будет и данные системы не сработают. Одним из перспективных направлений интроскопии крупногабаритных грузов является мюонная томография [1].
Каждую минуту площадку площадью 1 см2, горизонтально лежащую на поверхности Земли, пересекает 1 мюон, возникающий в результате распада заряженных пионов в верхних слоях атмосферы. Поток мюонов, имеющий скорость, близкий к скорости света, практически равномерный, незначительно зависит от географической широты и времени года. Средняя энергия мюонов составляет около 4 ГэВ, с максимумом спектра находится около 2 ГэВ. Большая проникающая способность (около 1.8 м стали при импульсе 3 ГэВ/с) делает мюоны привлекательным источником для радиографии крупногабаритных объектов, а их равномерное распределение на поверхности Земли позволяет осуществлять томографию практически в любой точке планеты.
Мюонная томография использует множественное рассеяние космических мюонов, которое сильно зависит от атомного номера исследуемого материала, что позволяет безошибочно выявлять радиоактивные материалы (уран или плутоний), находящиеся в экранирующих контейнерах, а кроме того, косвенно судить о наличии наркотических и взрывчатых веществ по наличию больших концентраций локально расположенного азота. Поток мюонов на уровне моря позволяет получить достаточную статистику для восстановления трехмерного изображения сканируемого объекта за короткий промежуток времени, сравнимый с длительностью сканирования инспекционно-досмотровых комплексов, использующих рентгеновское излучение. При этом мюонные томографы не дают дополнительной лучевой нагрузки на сканируемые объекты, что позволяет использовать их для сканирования любых грузов и транспортных средств.
Мюонная томография в настоящее время нашла свое применение в геологии [2] и разрабатываются системы для сканирования транспортных средств и контейнеров [3, 4, 5, 6]. Разработан томограф, позволяющий сканировать объекты более 100 м3 [7]. Детекторы данного томографа расположены на восьми позиционно-чувствительных плоскостях (дающих X- и Y-координаты), из которых четыре расположенных ниже и четыре над проверяемым объемом (Рис.1). Общий размер мюонного томографа соответствует размеру реального двадцатифутового контейнера, а именно 6 м × 3 м × 3 м. Каждая из детекторных плоскостей состоит из шести модулей 1 м × 3 м для покрытия как X-, так и Y-координат одним и тем же типом модулей, не оставляя никаких мертвых зон. Детекторы позволяют отслеживать мюоны и электроны, пересекающие объект контроля и сравнивать их траектории для количественной оценки многократного рассеяния каждого трека. Система позволяет восстановить 3D-томографическое изображение контролируемого объекта с помощью соответствующих алгоритмов реконструкции и методов визуализации.
Таким образом, преимущества мюонной томографии (высокая проникающая способность, отсутствие дополнительной лучевой нагрузки на персонал и контролируемые товары и транспортные средства, возможность построения трехмерного изображения объекта контроля, выявление контрабандных товаров по эффективному атомному номеру даже находящихся в экранирующих контейнерах) делают ее перспективным методом интроскопии при таможенном контроле крупногабаритных грузов.
Поступила в редакцию 04.05.2018
Афонин Дмитрий Николаевич – доктор медицинских наук, профессор кафедры технических средств таможенного контроля и криминалистики Санкт-Петербургского филиала Российской таможенной академии, e-mail: tstk@spbrta.ru
|
Электронный научно-практический журнал "Бюллетень инновационных технологий" (ISSN 2520-2839) является сетевым средством массовой информации - регистрационный номер Эл № ФС77-73203 по вопросам публикации в Журнале обращайтесь по адресу bitjournal@yandex.ru |