Jak informuje uczelnia, zespół inżynierów tworzy bardzo konkretne urządzenie, które będzie miało niezwykle ważne i praktyczne zastosowanie. Mowa tutaj o dziele neutronowym i specjalnym systemie informatycznym, które będą służyły do całkowicie zdalnego i bezpiecznego rozpoznawania zatopionych materiałów uznawanych za potencjalnie niebezpieczne.
Grupa pracująca pod kierownictwem dra Michała Silarskiego i prof. Pawła Moskala z krakowskiego Instytutu Fizyki w toku swoich prac dowiódł, że niewielkie działo neutronowe emitujące wiązkę cząstek jest w stanie identyfikować pierwiastki, z jakich składają się substancje znajdujące się wewnątrz kontenerów i obiektów znajdujących się na dnie zbiorników wodnych. Dotychczas odczyty wykonywane przez tego typu urządzenia charakteryzowały się sporym poziomem szumu i zakłóceń powodowanych przez wodę. Badacze z Krakowa opracowali jednak taki rodzaj detektora, który wszystkie te zakłócenia eliminuje. Efekt? Teraz będzie można precyzyjnie identyfikować pierwiastki i skład chemiczny związków, z których składają się substancje w takich pojemnikach. Dzięki temu naukowcy, ale także saperzy, czy poszukiwacze będą w stanie całkowicie zdalnie i bez użycia nurka dowiadywać się, z czym mają do czynienia i na tej podstawie planować czynności zabezpieczające, czy też neutralizujące niebezpieczeństwo. Co więcej, w ten sposób będzie można badać obiekty znajdujące się na większych głębokościach.
Czytaj także: Tak skażona woda z Fukushimy zanieczyszcza oceany. Obrazuje to nowa animacja
Głównym komponentem detektora opracowanego na Uniwersytecie Jagiellońskim jest niewielkie działo neutronowe o rozmiarach walizki. Niewielkie rozmiary sprawiają, że można je zainstalować na niewielkiej podwodnej sondzie, która potrafi pracować także na większych głębokościach. Tak zbudowane urządzenie musi jedynie podpłynąć na możliwie najmniejszą odległość do badanego obiektu i za pomocą wiązki neutronów będzie w stanie wykryć w pojemniku czy zbiorniku takie pierwiastki jak węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę, chlor, a także gazy bojowe zawierające arsen.
Zasada działania urządzenia jest stosunkowo prosta. W dziale neutronowym znajduje się generator, który zderza ze sobą jony deuteru z trytem. Emitowane w takim zderzeniu neutrony przenikają przez znajdujący się pod wodą obiekt i wzbudzają po drodze atomy badanej substancji, przez co te emitują kwanty gamma. Kwanty te są następnie rejestrowane przez detektor. Z uwagi na to, że każdy pierwiastek emituje nieco inne kwanty, informacje z detektora pozwalają odczytać skład chemiczny substancji. Jeżeli dodamy do tego informacje o względnym stosunku ilości poszczególnych pierwiastków, można ustalić, z jakich związków chemicznych składa się badana substancja.
Dotychczas problemem w takich urządzeniach były zakłócenia generowane przez wodę znajdującą się między działem neutronowym a badanym obiektem. Naukowcy z UJ wyposażyli zatem urządzenie w specjalną rurę wypełnioną powietrzem, którą kieruje się wiązkę neutronów z generatora w stronę badanego zbiornika. Im bliżej koniec rury znajdzie się substancji, tym szum będzie mniejszy. Badacze jednak zwracają uwagę, że końcówka rury nie musi dotykać bezpośrednio badanego obiektu. I to jest właśnie przełomowe. Dotychczas atomy wodoru znajdujące się w wodzie skutecznie przeszkadzały w badaniu substancji za pomocą wiązki neutronów. Teraz jednak może się to zmienić.
Testy prototypu przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych na próbkach pochodzących z dna morskiego w pobliżu zatopionego tankowca Stuttgart potwierdziły, że urządzenie jest w stanie w ciągu 10 sekund wykryć obecność mazutu, ciężkiego paliwa zalegającego na dnie morza. Konstruktorzy przewidują, że w ten sam sposób będzie można identyfikować wszystkie substancje z katalogu substancji niebezpiecznych, a zważając na to, że tylko na polskim obszarze morskim znajduje się ponad 400 różnych wraków statków i mnóstwo amunicji konwencjonalnej, czy broni chemicznej (np. jakieś 32 000 ton tylko w rejonie Głębi Bornholmskiej), która była zatapiana i latami dryfowała na znaczne odległości, zadań dla takich detektorów jest aż nadto.
