Polskie działo neutronowe. Niezwykły wynalazek zneutralizuje zagrożenie Bałtyku

Naukowcy opracowali nietypowe narzędzie do rozpoznawania materiałów niebezpiecznych – działo, które zdalnie rozpozna groźne substancje zatopione w morzu.

Aktualizacja: 27.09.2023 12:48 Publikacja: 25.09.2023 08:33

Ponad 100 wraków leży na dnie Zat. Gdańskiej. Jest na nie sposób

Ponad 100 wraków leży na dnie Zat. Gdańskiej. Jest na nie sposób

Foto: AdobeStock

Wynalazek Polaków jest całkowicie nowatorski – stworzone przez badaczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego urządzenie jest w stanie wykrywać pod wodą najróżniejsze substancje. Prototyp potrafi określić np. skład chemiczny zalegających na dnie substancji i w sposób bezpieczny, bo całkowicie zdalny, stwierdzić, czy i jak duże zagrożenie stwarza znajdujący się w morzu preparat. Ten innowacyjny sprzęt to tzw. działo neutronowe. Niewielkie urządzenie wraz ze specjalnie opracowanym systemem informatycznym ma stać się nieocenionym narzędziem w rękach saperów i naukowców.

Nie potrzeba nurka

Wynalazek opracował Zespół dr. Michała Silarskiego i prof. Pawła Moskala z Instytutu Fizyki UJ. Naukowcy dowiedli, że dzięki wykorzystaniu działa neutronowego możliwe jest określenie, z jakich pierwiastków składają się substancje w obiektach, które leżą na dnie zbiorników wodnych. Ostatnie badania nad wynalazkiem pozwoliły stworzyć koncepcję detektora, który wyeliminuje z odczytu zakłócenia, jakie powstają w stosowaniu tej metody w wodzie. Dzięki temu będzie można precyzyjnie określić skład pierwiastkowy zatopionych substancji i na tej podstawie je identyfikować. W oparciu o te informacje będzie wiadomo, jak należy dalej postępować – jak zabezpieczyć i zneutralizować materiał niebezpieczny. Kluczową zaletą tej metody jest możliwość identyfikacji potencjalnie niebezpiecznego materiału w pełni zdalnie, bez udziału nurka, co niweluje ryzyko, jakie wynika z kontaktu z amunicją konwencjonalną lub chemiczną. Analizy można będzie prowadzić na większych głębokościach.

Czytaj więcej

Chiny na potęgę łupią podwodne cmentarze. Przedwojenna stal jest jak złoto

Detektor jest niewielkich rozmiarów – całe urządzenie będzie nie większe od walizki. – Może być ono zamontowane na podwodnej, zdalnie sterowanej sondzie, zdolnej do pracy również na większych głębokościach. Ważne jest jedynie, by taka sonda znalazła się blisko badanego przedmiotu, tak aby z możliwie minimalnej odległości skierować na niego wiązkę neutronów. To pozwoli rozpoznać pierwiastki wchodzące w skład zatopionych substancji, również tych, które są zamknięte w pojemnikach. Naszą metodą możemy wykryć na przykład węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę, chlor, a także gazy bojowe zawierające arsen – wylicza dr Silarski.

Jak tłumaczy, działo neutronowe to generator, który zderza jony deuteru z izotopem wodoru – trytem. Emitowane z takiego generatora neutrony, przenikając przez zanurzony obiekt, wzbudzają atomy w badanej substancji, wskutek czego emitują one kwanty gamma. Te są rejestrowane w opracowanym na UJ detektorze. Ponieważ każdy pierwiastek charakteryzuje odrębny, specyficzny odczyt kwantów gamma, analiza ich całego spektrum i stosunków ilości pozwala dokładnie określić, jaka substancja jest ukryta w zatopionym pojemniku. Aby pozbyć się zakłóceń z odczytu pochodzącego z wody znajdującej się pomiędzy detektorem a badaną substancją, urządzenie wyposażono w specjalne rury wypełnione powietrzem, przez które kieruje się wiązkę neutronów.

Wyzwaniem koszty

W UJ podkreślają, iż wynalazek bazuje na autorskim rozwiązaniu systemu tzw. neutronowodów oraz tarczy antycomptonowskiej. Dzięki nim neutrony docierają do badanego obiektu bez zakłóceń spowodowanych wodą znajdującą się między urządzeniem a badaną substancją. – Ponadto spektrum odczytu kwantów gamma możemy oczyścić z części zakłóceń powstałych w wyniku wzbudzenia wody. To precyzuje badanie i ułatwia identyfikację substancji. Można mówić o pewnym przełomie w tej dziedzinie – dodaje Silarski.

Naukowcy wskazują, że wystarczy około 10 sekund, by pobrać dane i na tej podstawie określić skład chemiczny badanej substancji. Urządzenie zadziała poprawnie, gdy znajdzie się kilkadziesiąt centymetrów od celu – nie musi ono przylegać do badanego obiektu. – Badaliśmy w laboratorium próbki dna morskiego pobrane z okolic zatopionego niedaleko portu w Gdyni tankowca Stuttgart. Zidentyfikowaliśmy obecność ciężkiego paliwa – mazutu. Nasza metoda w zasadzie pozwoli zidentyfikować każdą substancję z katalogu tych, które uznaje się za niebezpieczne – podkreśla Michał Silarski.

Centrum Transferu Technologii CITTRU z Uniwersytetu Jagiellońskiego teraz poszukuje partnera technologicznego, z którym wprowadzi na rynek nowe rozwiązanie. Wyzwaniem jest koszt generatora neutronów. W Polsce jest niewiele tego typu urządzeń, ponieważ są one bardzo kosztowne. – Zestawiając zalety sprzętu z danymi o ilości niebezpiecznych substancji, które zalegają na dnie zbiorników wodnych, widać dużą potrzebę w dostępie do takiego urządzenia – przekonuje dr Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor CITTRU UJ.

Wynalazek Polaków jest całkowicie nowatorski – stworzone przez badaczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego urządzenie jest w stanie wykrywać pod wodą najróżniejsze substancje. Prototyp potrafi określić np. skład chemiczny zalegających na dnie substancji i w sposób bezpieczny, bo całkowicie zdalny, stwierdzić, czy i jak duże zagrożenie stwarza znajdujący się w morzu preparat. Ten innowacyjny sprzęt to tzw. działo neutronowe. Niewielkie urządzenie wraz ze specjalnie opracowanym systemem informatycznym ma stać się nieocenionym narzędziem w rękach saperów i naukowców.

Pozostało 88% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
„Ojciec chrzestny AI": Sztuczna inteligencja zabierze pracę. Stała kwota dla każdego
Technologie
Mocarstwa testują działa elektromagnetyczne. Spektakularna porażka Chin
Technologie
Naukowcy odkryli, jak usuwać „wieczne chemikalia”. Zaskakujące rozwiązanie z USA
Technologie
Polski start-up rozpycha się w kosmosie. Wysyłają sztuczną inteligencję z ważną misją
Technologie
Napęd WARP ze Star Treka to nie science fiction. Otwarcie wrót do podboju kosmosu