La sociedad enfrenta amenazas a través del uso malicioso de materiales químicos, biológicos, radiológicos, nucleares y / o explosivos CBRNE. La detección de tráfico ilícito u otros actos criminales, así como muchas aplicaciones de seguridad, requieren análisis de material novedoso.técnicas e instrumentos. Estos sistemas de detección no deben ser destructivos pero deben ser capaces de detectar e identificar los objetos de amenaza, incluso desde el interior de un recinto de protección o enmascaramiento. Los métodos de interrogación activa que utilizan haces de partículas penetrantes pueden revelar la presencia de materiales CBRNE.
"En el análisis de activación de neutrones gamma rápidos PGNAA, un objeto desconocido se expone a un flujo de neutrones alto y la radiación gamma rápida saliente se mide con un espectrómetro gamma de alta resolución energética. Los rayos gamma emitidos son específicos de isótopos, por lo tanto, gammaEl análisis de activación de neutrones se puede utilizar para detectar la presencia de casi todos los elementos ", dice la Dra. Camille Bélanger-Champagne del Instituto de Física de Helsinki HIP en la Universidad de Helsinki.
Ella es física en el equipo de investigación de NINS3 que recientemente publicó en PLOS UNO su trabajo en instrumentos para la interrogación activa de neutrones de proyectiles de artillería sin explotar.
Rayos gamma y objetivos de identificación dentro de objetos desconocidos
La intensidad relativa de los picos de rayos gamma en el espectro de energía se puede usar para medir las fracciones relativas de elementos dentro del objetivo desconocido.
Las aplicaciones de la técnica PGNAA existen en muchos contextos, y los sistemas especializados están diseñados en base a los materiales, elementos e isótopos que deben identificarse en cada aplicación. En el subconjunto de aplicaciones que se enfocan en municiones militares, explosivos y armas químicas estánobjetivos principales de identificación dentro de objetos desconocidos. La relación de los picos de rayos gamma principales de hidrógeno y nitrógeno se puede utilizar para identificar la presencia de explosivos altos. La señal de rayos gamma del arsénico, flúor, fósforo, azufre y cloro es necesaria para identificararmas químicas.
Los explosivos más comunes se pueden identificar de manera única midiendo la relación elemental hidrógeno / nitrógeno con una precisión mejor que 10 por ciento.
Un instrumento de sincronización preciso con un generador de neutrones pulsados intenso
Las simulaciones de Monte Carlo realizadas por el equipo de HIP utilizando los clústeres informáticos de la Universidad de Helsinki se han utilizado para diseñar dos variantes de un nuevo instrumento de activación de neutrones gamma rápido que puede lograr esta precisión. El instrumento presenta un generador de neutrones pulsados intensos con sincronización precisa.
"Medir el pico de hidrógeno del explosivo objetivo es especialmente difícil porque el instrumento en sí contiene hidrógeno, que es necesario para la moderación y el blindaje de neutrones", dice el Dr. Camille Bélanger-Champagne.
Mediante la optimización del diseño iterativo, la fracción de los recuentos de pico de hidrógeno provenientes del explosivo bajo interrogación aumentó de 53 por ciento a 74 por ciento para el diseño de referencia. En las variantes de diseño optimizado, la señal de hidrógeno de un proyectil altamente explosivo puedemedirse con una precisión solo estadística mejor que 1 por ciento en 30 minutos.
Generadores de neutrones de próxima generación con socios
En este proyecto, los investigadores de HIP se han asociado con una compañía de tecnología de acelerador, JHV Physics y una compañía de capacitación y consultoría en seguridad nuclear, HT Nuclear para diseñar el nuevo instrumento para el análisis de activación de neutrones gamma de proyectiles de artillería. JHV Physics está desarrollando un próximoGenerador de neutrones de generación con un haz de alta intensidad y pulsos de neutrones sincronizados con precisión. Se ha construido un prototipo de instrumento y la puesta en marcha del instrumento de nuevo diseño está en curso.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Helsinki . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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