Специалисты НИТУ «МИСиС» совместно с учеными ФИАН и НИИЯФ МГУ придумали инженерное решение для практического применения метода, при помощи которого можно «просвечивать» объекты километрового размера. Метод основан на регистрации мюонов – элементарных частиц, которые рождаются из-за столкновения космических лучей с атмосферой Земли. Этих частиц рождается так много, что каждую минуту 10 тысяч мюонов падает на каждый квадратный метр земной поверхности. Если на пути частиц встречается любое препятствие (здание, гора или просто почва), то проходя через него, поток мюонов ослабевает. Скорость уменьшения потока зависит как от толщины препятствия, так и от плотности составляющего его вещества.

Ученые НИТУ «МИСиС», ФИАН и НИИЯФ МГУ под руководством профессора Натальи Полухиной разработали для мюонной радиографии трековые детекторы, которые позволяют не только видеть попадающие на них мюоны, но и определять с высокой точностью направление их движения. Расшифровывая показания детекторов, можно составить трёхмерную картину самых разных объектов – начиная с метрового размера пустот в почве,  распределения плотности пород и, например,  карты пещер в горе.

У новой технологии есть и другие сферы применения.

«Можно неинвазивно оценить состояние жерла вулкана, реактора АЭС или ледника в горах, – рассказывает руководитель научного проекта, ведущий эксперт Центра инфраструктурных взаимодействий MegaScience НИТУ «МИСиС», д.ф.-м.н., профессор Наталья Полухина. – Можно отыскать новое естественное подземное хранилище для природного газа, поймать зарождающийся в горе отработанной при добыче угля породы пожар задолго до того, как она выгорела изнутри, предсказать извержение вулкана или предотвратить катастрофические последствия провалов грунта в местах выработанных рудников или на улицах городов. Катастрофические провалы грунта в городе Березники Пермского края уже стали огромной социальной проблемой. И надо помнить, что от таких техногенных провалов страдают жители многих крупных населенных пунктов».

Российские эксперименты, которые подтвердили работоспособность трекового метода, прошли в шахте Геофизической службы РАН в Обнинске: ученые смогли «увидеть» при помощи детекторов структуру подземного строения, в котором проводился опыт. Теперь готовится комплекс таких детекторов на основе фотоэмульсии, производимой на отечественном предприятии «АВК Славич», которые можно использовать, например, для поиска углеводородов.

«Наша эмульсионные трековые детекторы  хороши тем, что просты в эксплуатации, не требуют электроэнергии для работы, в случае геологоразведки позволяют обойтись гораздо меньшим числом скважин, и при этом способны с высокой точностью различать объекты размером от метра до километров», – пояснила профессор Полухина.

Специалисты НИТУ «МИСиС» работают над программным обеспечением, которое ещё улучшит качество расшифровки треков, а также над защитой датчиков от агрессивной среды в скважинах.