Американские исследователи нашли новый метод, который помогает быстрее и точнее обнаруживать радиоактивные материалы из воздуха.
Согласно исследованию Мичиганского инженерного университета и Института Пола Шеррера, система способна точно определять местонахождение радиоактивного источника в пределах 6,6 футов (двух метров) и измерять его активность с точностью до двух процентных пунктов от его истинного значения.
Исследование показало, что, используя специализированную математическую основу, основанную на физике (байесовский вывод), система может распознавать как одиночные, так и смешанные радиоактивные источники во время шестисекундного пролета вертолета, оснащенного бортовыми детекторами.
Микросекундные обнаружения на расстоянии почти 100 футов
Исследовательская группа недавно провела первое полевое испытание метода в Швейцарии.
Они разместили на земле известные радиологические источники, в том числе смешанные, а затем пролетели над ней на военном вертолете на высоте почти 98,43 фута (30 метров). Самолет, оснащенный детектором радиации в районе грузового отсека, определил личность, активность и местонахождение радиоактивного источника с помощью байесовского метода. Обнаружение произошло, несмотря на слабый и сильно искаженный сигнал во время однопроходного пролета, говорится в исследовании.
Исследователи отметили, что эти обнаружения были достигнуты в течение нескольких секунд, в отличие от традиционных методов, которые требуют часов или дней для оценки радиологических аварийных ситуаций.
«Резкое сокращение времени отклика с часов или дней до микросекунд стало возможным благодаря распознаванию физических процессов, происходящих на фоне событий, а не увеличению вычислительной мощности системы», — подчеркнул ведущий автор исследования.
«Я был удивлен, какую эффективность мы могли бы получить, реорганизовав физику, а не просто используя больше вычислительной мощности», — сказал Дэвид Брайтенмозер, научный сотрудник ядерной инженерии и радиологических наук в Мичиганском университете.
Путешествие с расщеплением гамма-лучей
Традиционно радиоактивный материал идентифицируется путем распознавания рисунка гамма-излучения, испускаемого каждым материалом, который действует как уникальный отпечаток пальца. Однако этот метод создает проблемы при обнаружении воздуха. Эти лучи, достигая бортовых детекторов, меняют уровни энергии из-за столкновений с воздухом и самолетом и генерируют искаженные или размытые сигналы.
Проблема усугубляется тем, что во время одного пролета воздушные детекторы улавливают лишь небольшую часть излучаемых гамма-лучей. В результате интерпретация с использованием этих минимальных сигналов требует анализа полного спектра, который занимает больше времени для сопоставления размытых сигналов с смоделированными энергетическими спектрами конкретных радиоактивных источников в данных условиях полета.
Используя новый метод, Брайтенмозер попытался сократить время, затрачиваемое существующими методами. Он сократил время моделирования, разделив путь гамма-лучей на две части: рассеяние в воздухе и рассеяние внутри самолета.
Он учел температуру и влажность воздуха при расчетах рассеяния в атмосфере, а для расчета рассеяния самолета использовал заранее рассчитанные математические функции, специфичные для модели вертолета, используемой во время испытаний. Интегрировав эти значения, он сократил время вычислений, тем самым улучшив время отклика.
«Как только мы отделим перенос через атмосферу от реакции вертолета, моделирование, которое занимало часы или дни, можно было оценить за микросекунды», — сказал Брайтенмозер.
В исследовании также сообщается, что для определения местоположения радиоактивного источника ниже байесовская система постоянно обновляет свою статистическую достоверность, быстро сравнивая тысячи ранее существовавших спектральных шаблонов с размытыми аэрофотоснимками.
Помимо радиологических аварийных ситуаций
Благодаря новым методам обнаружение радиоактивности с воздуха может помочь службам экстренного реагирования быстрее реагировать и принимать более обоснованные решения во время радиационной аварийной ситуации, такой как расплавление реактора или взрыв ядерного оружия.
Эти жизненно важные данные, полученные с воздуха, помогают бригадам экстренной помощи решить, кого необходимо эвакуировать, где людям следует укрыться и кому следует принимать таблетки йодида калия для защиты щитовидной железы.
«Что меня больше всего волнует, так это сочетание скорости и количественной детализации, которое могло бы сделать измерения с воздуха значительно более полезными как при реагировании на чрезвычайные ситуации, так и при повседневном мониторинге», — сказал Брайтенмозер в своем заявлении.
Он добавил, что эту технику можно применять для повседневного радиологического мониторинга вокруг атомных электростанций, экологической оценки и очистки, а также разведки полезных ископаемых.
Результаты были опубликованы в журнале Природные коммуникации.
/2026/10/14/6acf2f7f367c4847109747.jpg "Fonderie de Bretagne официально ликвидирована, 244 сотрудника сокращены")