Chế tạo thiết bị dò tìm hạt nhân hiệu quả hơn

Một công ty Thụy Sĩ đang nỗ lực cạnh tranh để nhận được số tiền tài trợ trị giá 200.000 đô la Mỹ (khoảng 129.000 bảng Anh) tại London trong tháng 10 năm 2011, nhờ vào việc phát triển các công nghệ mới hỗ trợ đắc lực cho việc phát hiện và truy bắt bắt những kẻ buôn lậu, khủng bố trên đường vận chuyển vật liệu hạt nhân.

Máy phát hiện bức xạ Arktis là thiết bị dò bức xạ, được thiết kế để giúp các các viên chức hải quan và lính biên phòng phát hiện ra và phân biệt vật liệu hạt nhân nguy hiểm với các nguồn bức xạ có sẵn ngoài thiên nhiên.

Nhiều máy dò hiện có được sử dụng để phát hiện các vụ buôn lậu nguyên liệu hạt nhân ở các vùng biên giới và các bến cảng thường bị báo động sai, bởi vì những hàng hoá vô hại như là: chuối và đồ gốm cũng tạo ra bức xạ gamma.

Máy phát hiện bức xạ Arktis cũng có thể dò ra những vật liệu hạt nhân đặc biệt được sử dụng để làm vũ khí, chẳng hạn như loại uranium và plutonium, vốn chỉ phát ra nguồn phóng xạ yếu và có thể dễ dàng ngụy trang trong các lớp chất liệu bảo vệ và không bị phát hiện bởi một số loại máy dò bức xạ hiện tại.

Máy phát hiện bức xạ Arktis, được chế tạo dựa trên những phát hiện mới trong nghiên cứu về vật chất tối bởi Hội đồng châu Âu nghiên cứu hạt nhân (CERN), sử dụng các ống nén helium để phát hiện: các neutron "nhanh" năng lượng cao có lớp bảo vệ vững chắc phát ra từ các vật liệu hạt nhân đặc biệt và xác định chính xác vị trí cất giấu.

"Trước đây, chủ yếu là những neutron này đã bị chậm lại trước khi bạn có thể đo lường", theo Mario Vogeli, giám đốc điều hành Arktis, nói với tờ The Engineer.

Nhưng bạn sẽ không nắm bắt được các thông tin chính xác về nguồn gốc phát ra các neutron này. Bằng cách sử dụng máy phát hiện bức xạ Arktis, chúng ta có thể phát hiện các neutron "nhanh" một cách trực tiếp mà không cần gửi chúng qua quá trình làm chậm.

Khi so sánh với hầu hết các vật liệu khác thì Helium nhạy cảm hơn với các neutron "nhanh", bởi vì cấu trúc nguyên tử của Helium và khi đưa ra ánh sáng thì các neutron này hoặc các tia gamma sẽ va chạm với các nguyên tử helium.

"Từ các xung ánh sáng, chúng ta có thể biết được liệu chúng ta phát hiện một neutron hoặc tia gamma, chúng ta có thể biết bao nhiêu năng lượng đã được gửi, chúng ta có thể biết được nơi chốn và khi nào sự tương tác này diễn ra (với độ chính xác nano giây)", Vogeli cho biết.

Máy phát hiện bức xạ Arktis đã phát triển hệ thống điện tử đủ mạnh để đọc và xử lý tín hiệu năng lượng, cũng như sử dụng một quá trình thanh lọc heli và các vật liệu được lựa chọn đặc biệt để đảm bảo tín hiệu được rõ ràng.

Dù rằng máy phát hiện bức xạ Arktis có thể trích xuất thông tin nhiều hơn nữa về các neutron, nhưng nó không cần phải phát hiện nhiều neutron như các loại máy quét hiện có, thay vào đó thì máy phát hiện bức xạ Arktis rất nhạy cảm để phân biệt nguồn cụ thể từ bức xạ nền.

"Chúng ta đã thay đổi cách thức mà mọi người suy nghĩ về vấn đề này", theo Vogeli. "Đó không phải là khoảng bao nhiêu neutron bạn đo lường được, mà đó là về các dữ liệu mà bạn nhận được".

Helium đã được sử dụng trong các máy dò trước đây, một trong hai hình thức phổ biến của nó ở nhiệt độ thấp để phát hiện ion hoá hoặc sử dụng các đồng vị He-3 để phát hiện các neutron đã bị làm chậm. Tuy nhiên, máy phát hiện bức xạ Arktis là máy quét đầu tiên đo lường được sự chiếu xạ Helium của tín hiệu ánh sáng gây ra bởi các neutron nhanh.

Máy phát hiện bức xạ Arktis đã phát triển một phiên bản nguyên mẫu mô-đun của thiết bị và hiện đang tối ưu hóa chất lượng tín hiệu và tuổi thọ của các công nghệ, một quá trình dự kiến ​​sẽ mất khoảng sáu tháng.

Máy phát hiện bức xạ Arktis hy vọng sẽ cung cấp các giải pháp phù hợp với nhu cầu của các khách hàng, được trang bị nhiều hơn các mô-đun ống áp lực cần thiết để quét các đối tượng lớn hơn, xa hơn và trong khoảng thời gian ngắn hơn, ví dụ, một chiếc xe tải lái xe qua biên giới.

Công ty chế tạo Máy phát hiện bức xạ Arktis, cũng đang làm việc với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) để đo thành phần plutonium có mặt trong nhiên liệu oxit sử dụng, chứa hỗn hợp của chất phóng xạ.

Công nghệ này có thể được đặc biệt quan trọng khi giao dịch với các vật liệu hạt nhân không có dữ liệu chi tiết, chẳng hạn như từ các nguồn bất hợp pháp hoặc từ các quốc gia đã trải qua sự mất ổn định chính trị và thông tin về vật liệu hạt nhân đã bị mất.

Ứng dụng tiềm năng khác bao gồm phát hiện bức xạ trong ngành công nghiệp dầu khí và y tế, nhưng công ty nhìn thấy lĩnh vực an ninh là khu vực có nhiều triển vọng nhất để khai thác.

Công ty chế tạo máy phát hiện bức xạ Arktis đang hy vọng sẽ đánh bại 5 công ty khác để giành chiến thắng trong cuộc chiến giành lấy nguồn tài trợ chính phủ và phân phối đầu tư tư nhân cho các công ty có cải tiến công nghệ giúp đối phó với các thách thức an ninh toàn cầu.

Công ty nhận được nguồn kinh phí khởi động, cũng như các công ty nhận các giải thưởng khác về an ninh, an ninh mạng, năng lượng và y tế sẽ được quyết định tại hội chợ Pitch Live ở Luân Đôn vào ngày 24-25 tháng 10 năm 2011.