Невидимые невооруженным глазом мюоны — это элементарные частицы, созданные столкновениями космических лучей с молекулами в атмосфере. Мюоны постоянно падают на Землю под разными углами. Они могут проходить сквозь материалы, такие как земля и камни, и обнаружение этих частиц помогло исследователям «увидеть» внутреннюю часть структур, таких как пирамиды Гизы.
Но детекторы, которые измеряют количество и траектории попадания мюонов в детектор, довольно большие, размером с небольшую машину.Чтобы «видеть» изменения плотности под землей, детекторы должны быть намного меньше. Исследователи PNNL и их партнеры создали меньшую — всего шесть дюймов в диаметре и около трех футов длиной — и более прочную версию.
Этот мини-детектор сможет проходить тысячи футов под землей через горизонтальные скважины.Детекторы размером со скважину сделаны из пластиковых компонентов и оптических волокон, которые передают сигналы электронике для подсчета каждого мюона, проходящего через устройство.
Этим летом исследователи проверили его выход на двух существующих больших детекторах в туннеле в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Результаты были такими же, как и у более крупных машин, разработанных LANL и Sandia National Laboratories.
Как и его старшие братья, маленький детектор может измерять аномалии в потоке мюонов, которые проходят через него. Изменение количества мюонов, попадающих в детектор в течение определенного периода и определенного пространства, указывает на изменение плотности внутри структуры или объекта — например, шлейф или резервуар углекислого газа под землей.
Данные преобразуются в изображение, и оба могут помочь в отслеживании движения или утечки CO2 под землей на участке секвестрации, а также могут применяться для получения широкого спектра изображений недр.Ален Бонневиль, геофизик Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, представит подробности о мюонном детекторе и сравнительных полевых испытаниях на осеннем собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско.