Promieniowania nie ukryją

Z pomocą polskich naukowców międzynarodowa grupa fizyków wybudowała prototyp ruchomego modułowego systemu wykrywania materiałów radioaktywnych i jądrowych o specjalnym znaczeniu – MODES SNM (Special Nuclear Materials). Badacze z NCBJ odpowiadali za badania nad innowacyjnym układem detektorów wykorzystujących sprężony gaz.

Projekt MODES SNM o wartości 3,3 mln euro (dofinansowany środkami Unii Europejskiej w wysokości 2,4 mln euro) dobiega końca. Prototyp urządzenia do wykrywania materiałów radioaktywnych i jądrowych o specjalnym znaczeniu został pomyślnie przetestowany w największych węzłach przeładunkowych. Specjalny samochód dostawczy, na którym zamontowano urządzenie, przejechał ponad 6 tys. km, zatrzymując się m.in. w portach morskich w Rotterdamie i Dublinie, na lotnisku Heathrow w Londynie oraz na terenie centrów logistycznych Zurichu i Brukseli. Tam badacze wykonali serie testów w warunkach normalnej, rutynowej pracy. Otrzymane wyniki są zgodne z rezultatami wypracowanymi w laboratoriach i pozwalają na wprowadzenie systemu do prac na potrzeby m.in. służb granicznych i celnych.

– Wykrywanie specjalnych materiałów jądrowych, a więc tych zawierających wzbogacony uran czy pluton, nie jest prostym zadaniem – tłumaczy prof. Marek Moszyński z Zakładu Fizyki Detektorów NCBJ. – W celu ich wykrycia niezbędna jest detekcja promieniowania neutronowego i gamma tak, aby zwiększyć czułość urządzenia wobec naturalnego tła. Ma to szczególne znaczenie w przypadkach, kiedy takie materiały są ukryte pod osłonami w takich miejscach, jak kontenery czy naczepy ciężarówek. Pomiar z wykorzystaniem systemu MODES SNM jest krótki i bardzo skuteczny, dlatego jesteśmy przekonani, że znajdzie szerokie zastosowanie.

W budowie systemu MODES SNM wykorzystano nowatorską technologię budowy detektorów w oparciu o wyspecjalizowane scyntylatory gazowe wysokiego ciśnienia (pracujące nawet przy 200 atmosferach). W porównaniu z dotychczasowymi rozwiązaniami, wykorzystującymi kryształy scyntylacyjne, są one dużo trwalsze i tańsze w eksploatacji.

– Prototyp urządzenia MODES SNM składa się z dziewięciu modułów detektorów – mówi dr Łukasz Świderski, kierownik Zakładu Fizyki Detektorów NCBJ. – Pięć z nich zawiera po 2 cylindry wypełnione helem 4 i odpowiada za detekcję neutronów prędkich. W dwóch modułach znajdują się po dwa cylindry wypełnione helem 4, których wewnętrzne ścianki pokryte są litem 6; są więc dodatkowo czułe na neutrony spowolnione. Dwa detektory promieniowania gamma wypełnione są ksenonem. Taki układ w połączeniu z innowacyjnym zespołem elektronicznym i dedykowanym układem analizy danych pozwala na bardzo dokładną identyfikację materiałów radioaktywnych.

System MODES SNM może pracować kilka godzin bez konieczności zewnętrznego zasilania. Przyjazny panel użytkownika może być zsynchronizowany z aplikacjami na smartfony czy tablety. Wyświetlane i głosowe sygnały alarmowe informują o wykryciu zagrożenia, a po wykonaniu dłuższych pomiarów można również zidentyfikować źródło promieniowania i zastosowane osłony. Urządzenie spełnia warunki Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej dla przenośnych skanerów promieniowania.

Koordynatorem prac jest Uniwersytet w Padwie (Włochy). Grupa polskich naukowców brała udział przy badaniach nad układem detektorów. Odpowiadała m.in. za sprawdzenie czułości urządzeń, oszacowanie czasu niezbędnego do wykrycia zadanej aktywności i zoptymalizowanie parametrów pracy w celu zapewnienia możliwie wysokiego prawdopodobieństwa wykrywalności przy jednoczesnej redukcji liczby fałszywych alarmów. W projekcie uczestniczyli też badacze ze Szwajcarii i Wielkiej Brytanii oraz służby celne z Irlandii.

Urządzenie MODES SNM pomoże zapobiegać przemytowi materiałów radioaktywnych i jądrowych. Ma to duże znaczenie wobec otwarcia granic i swobodnego przepływu ładunków w Unii Europejskiej. Tylko w roku 2012 władze celne UE obsłużyły 139 mln zgłoszeń przywozowych (250 mln artykułów), 105 mln zgłoszeń wywozowych (224 mln artykułów) oraz 17 mln zgłoszeń tranzytowych. Szybkie i efektywne wykrywanie materiałów niebezpiecznych może uchronić kraje UE np. przed zamachami terrorystycznymi.