Комментарии 28
Если накопить 10^9 сигналов с 2км, получится поточнее, чем 2-5м.
В промышленной рентенографии потихоньку переход на цифру совершается.
Было бы интересно посмотреть какие-нибудь тестовые (реальные) снимки, что бы хотя бы немного представить себе качество метода. Это «аналог рентгеновского аппарата» — а какие отличия? В первую очередь результаты. К примеру получится ли заглянуть под землю, что бы составить план (к примеру) карстовых пещер (при невозможности залезть под землю)?
Обратилась к авторам.
Татьяна Щедрина, участник проекта, научный сотрудник НИТУ "МИСиС" и ФИАН :
Эксперименты по мюонной радиографии используют сравнительно небольшой объем фотографической эмульсии, порядка нескольких квадратных метров, но в свою очередь, требуют обработки всей площади эмульсии, с целью накопления статистики угловых распределений треков мюонов. Обработка такого количества информации подразумевает использование автоматических сканирующих систем с высококачественной прецизионной оптической и механической техникой, достаточные вычислительные ресурсы для обработки данных, полученных в результате сканирования, а также возможности произведения максимального количества этапов обработки в режиме реального времени. Обработка изображений в режиме реального времени, т.е. непосредственно во время сканирования, даёт возможность получить результат обработки сразу по завершению сканирования, сокращая тем самым общее время обработки данных. Автоматическая обработка ядерной фотоэмульсии — технологически сложный процесс. Весь цикл обработки эмульсий эксперимента проходит в несколько этапов. Первый этап включает: сканирование и захват изображений с видеокамеры, вычитание фона и фильтрацию изображений, бинаризацию, выделение связных областей (кластеризацию), поиск зерен и первоначальную реконструкцию треков в эмульсионном слое. Все это происходит непосредственно во время сканирования, а по его завершению, пользователю будут доступны распределения треков в объеме данной эмульсионной пластины на всей отсканированной плоскости. Следующий offline этап обработки выполняется при помощи авторского оригинального пакета FEDRA (Framework for Emulsion Data Reconstruction and Analysis). Этот пакет написан в виде набора библиотек для пакета ROOT. Он позволяет производить весь дальнейший цикл обработки и анализа: реконструировать базовые треки, взаимное расположение эмульсионных пластин в пространстве и треки во всем объеме отсканированных данных, оценивать их импульс, искать вершины распадов, имеется возможность визуализации реконструированных данных.
В качестве примера представления финальных экспериментальных данных, можно привести результаты одного из первых тестовых экспериментов с использованием методики мюонной радиографии в России. Эксперимент проводился в подземной шахте, расположенной на территории Геофизической службы РАН в г. Обнинске. Сооружение Геофизической службы РАН представляет собой железобетонную конструкцию, расположенную на глубине 30 м внутри слоя мраморовидного известняка и монолитно связанную с коренной породой. Одной из поставленных задач было "обнаружение" цилиндрической полости (шахты лифта) в толще грунта с помощью детекторов, расположенных на глубине. На приведенном рисунке представлено двумерное распределение потока мюонов, полученное в результате четырехмесячной экспозиции в одном из детекторов на глубине 30 м, за вычетом усредненного фона. На рисунок дополнительно нанесена координатная сетка углов: азимутального φ (лучи, идущие из центра с шагом 15о) и зенитного θ (круги 1, 2 и 3 соответствуют θ =15о, 30о и 45о, соответственно). Расстояние от точки до центра в масштабе рисунка равны sin(θ).
П.С. изображение трека и схему в коммент выложить не получается :(
1.Как формируется изображение на эмульсии?
2.От чего зависит разрешающая способность?
3.Почему нельзя поставить аналогичный излучатель, чтобы не экспонировать долго?
4.А если облучать террагерцовыми волнами или использовать систему как у георадара?
Есть огромные проблемы с мюонным излучателем. Если его делать искусственным, это будет циклопическое сооружение, стационарное и с грустной светимостью
Заряженные частицы, проходя через слой эмульсии, ионизуют атомы, лежащие на их пути. В результате происходит разложение бромистого серебра и образование центров скрытого изображения. При последующей проявке в эмульсии образуются мельчайшие зёрна металлического серебра, которые наблюдаются под микроскопом в виде точек различной жирности. След частицы имеет вид цепочки таких точек. По характеру этого следа (концентрации точек и отклонению от прямолинейности) можно идентифицировать тип частицы.
В настоящее время производят различные типы фотографической эмульсии, включая наноэмульсии (размер зерна ~ 100 нм), отвечающие условиям конкретного эксперимента. Разрешающая способность данного материала зависит от состава и рецептуры производства эмульсии и является коммерческой тайной производителя.
А потом жалуются на точность.
И второе. Если космические лучи идут сверху — они должны пройти через исследуемый объект и попасть на эмульсию. Т.е. по хорошему надо зарыть ниже отметки подвала?
Приваривают, конечно, до установки пластин с эмульсией. А при установке собранного детектора на месте выставляют по уровню — при чём тут жалобы на точность?
Мюоны проходят не только строго вертикально, но и под углом. Так что поставленные на полу в одном подвале детекторы могут зафиксировать, что находится в соседнем подвале выше пола.
Фотографическая эмульсия используется в качестве трекового детектора для мюонной радиографии потому как имеет уникальное пространственное разрешение ~ 1мкм, угловое разрешение ~ 1 mrad, не достижимое в настоящие дни ни одному электронному прибору, а активно развивающаяся автоматизация обработки данных с использованием фотографической эмульсии привела к постановке и успешной реализации многих новых экспериментов.
Методика эксперимента Мюонной Радиографии (МР) действительно предполагает что детекторы будут расположены либо ниже исследуемого объекта, или в случае, например вулканологии, сбоку природного массивного объекта, потому как исследуется угловое распределение мюонов космических лучей при прохождении через интересующий нас объект.
Скан монастыря