介子探測(cè)器

福島核電站 2015年3月，東京電力公司在遭到破壞的1號(hào)反應(yīng)堆旁邊安裝了兩個(gè)KEK建造的探測(cè)器。到3月底，這些探測(cè)器可能吸收足夠的介子，以確保反應(yīng)堆核心部分沒(méi)有殘余燃料。但這些放置在反應(yīng)堆外部地面上的探測(cè)器，將無(wú)法探測(cè)到那些可能流到位于地下室保護(hù)殼底部的燃料。這將需要正在研發(fā)中的機(jī)器人的幫助。

在2號(hào)和3號(hào)反應(yīng)堆，燃料可能分散在核心位置、壓力容器和保護(hù)殼里。為了克服相關(guān)困難，東京電力公司向洛斯阿拉莫斯團(tuán)隊(duì)求助。這里的介子探測(cè)器研究始于20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)物理學(xué)家ChristopherMorris及其同事致力于尋找非侵入的方式檢測(cè)核武器。介子探測(cè)的圖像能揭示這些粒子如何被物質(zhì)中的原子核打歪。而偏轉(zhuǎn)角依賴于原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)量，確定介子掠過(guò)的元素以及爆炸的位置。

該技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化，用于掃描貨物集裝箱和卡車(chē)是否非法運(yùn)載核物質(zhì)。這些探測(cè)器能在1分鐘內(nèi)探測(cè)出20千克鈾。該團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆里檢測(cè)了他們的技術(shù)，以證實(shí)它將適用于福島核電站，但他們面臨一個(gè)世紀(jì)問(wèn)題:在2號(hào)反應(yīng)堆中安裝7米乘7米的巨大探測(cè)器。提供了福島核電站六個(gè)反應(yīng)堆中的兩個(gè)的東芝集團(tuán)，正在建造這些探測(cè)器并將在年底安裝。

介子 介子探測(cè)器，是一種尋找核泄漏原料的探測(cè)器。以2011年福島大地震為例，地震破壞了反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)后，反應(yīng)堆壓力容器被熔穿，掉落到容器底部，甚至到了混凝土底層，而一些燃料可能還在容器內(nèi)。為了設(shè)計(jì)出有效方法安全地移出燃料，工程師需要更多有關(guān)其位置和條件的詳細(xì)信息。對(duì)于那些冒險(xiǎn)尋找燃料的工人而言，廠房?jī)?nèi)的輻射水平過(guò)高。即便使用系索的機(jī)器人設(shè)備探查反應(yīng)堆內(nèi)部情況，也需要操作者進(jìn)入高輻射區(qū)域。同時(shí)，當(dāng)宇宙射線撞擊高層大氣產(chǎn)生的無(wú)數(shù)介子正在流入反應(yīng)堆內(nèi)部。每分鐘，地球表面每平方米約被1萬(wàn)個(gè)這種微小粒子撞擊。而且，大部分能不受干擾地流經(jīng)固體物質(zhì)。但也有少量按照物質(zhì)的密度和厚度被吸收或反射，依據(jù)這一原理，只要捕捉從高層大氣中大量落下的從反應(yīng)堆殘骸里涌出的介子，就可以得到X射線狀的圖像以便能夠精確地找到鈾。