מחולל נויטרונים יאפשר למנע הברחת חומרי נפץ במכולות
חוקר ישראלי פיתח טכנולוגיה חדישה המבוססת על קרן נויטרונים שתאפשר לשקף מכולות סגורות חשודות מבלי לפתוח אותן
עוד כותרות ב-nrg:
- כל התכנים הכי מעניינים - בעמוד הפייסבוק שלנו
- כיצד ניתן להתמודד עם סכנת גניבת פרטי כרטיסי האשראי
- רזי ברקאי על פעילי ימין: "הם חיפושיות זבל"
אבל מה אם רוצים לראות דווקא חומרים בעלי צפיפות נמוכה המוסתרים מאחורי חומרים אחרים בעלי צפיפות גבוהה? כיצד יוכל ארכיאולוג להציץ לתוך מנורת שמן עתיקה מברונזה בלי לפגוע בה, או כיצד יוודא קצין בטחון שאין חומר נפץ פלסטי מוחבא בתוך מכולה מפלדה – בלי לפתוח אותה? במקרים כאלה, הפתרון הוא שיקוף באמצעות קרן נויטרונים. הנויטרונים הם חלקיקים המצויים בגרעיני האטומים, והם מסוגלים לעבור דרך מתכות וחומרים צפופים אחרים. כאשר "מצלמים" חומר באמצעות קרן נויטרונים המתכת תראה כשקופה, בעוד חומרים כמו פלסטיק יראו בברור.
דרך בה מושגת קרן הנויטרונים
עד היום בכדי לייצר קרן של נויטרונים צריך כור גרעיני או מאיץ חלקיקים – שניהם מבנים ענקיים ויקרים. קשה לדמיין את רשות הנמלים בונה מאיץ חלקיקים בנמל חיפה כדי לגלות חומרי נפץ בתוך מכולות. נראה שהדרך היחידה לדעת מה יש בתוך מכולת ברזל, היא לפתוח ולרוקן אותה. כל זה עתיד להשתנות וייתכן שבקרוב נוכל לראות מכשירים קומפקטיים לשיקוף באמצעות נויטרונים. במחקר חדש שהתפרסם במגזין Physical Review Letters הצליחו חוקרים מאוניברסיטת טקסס באוסטין לייצר מקור נויטרונים בעוצמה גבוהה באמצעות קרן לייזר חזקה במיוחד.
פריצת הדרך התאפשרה בזכות קפיצה אדירה שחלה בעשור האחרון בטכנולוגית הלייזר בעוצמה גבוהה. ד"ר ישי פומרנץ, פיסיקאי ישראלי המוביל את המחקר בטקסס מסביר: ״הטריק הוא בריכוז: כמות האנרגיה הכוללת בפולס הלייזר שלנו אינה גדולה במיוחד – בסך הכל 100 ג׳אול (כמו צריכת האנרגיה של מנורה בת 100 ואט במשך שניה אחת) אבל היא משוחררת בפרק זמן קצר ביותר (רק 100 פמטו-שניות -עשירית של מיליונית של מיליונית השנייה). בטכניקה החדשה הזו הנקראת Chirped Pulse Amplification, פולס הלייזר מוגבר להספק של יותר מפטה-וואט (1,000,000,000,000,000 וואט). הספק זה - לצורך המחשה - שווה להספק של אור השמש הנופל על פני כל מדינת טקסס (פי 35 משטח מדינת ישראל), וגדול עשרות מונים מהספק החשמל של כל תחנות החשמל בעולם יחד.
במהלך העשור האחרון, גילו מדענים שכאשר "יורים" באמצעות לייזר כזה על חומר, נפלטים מהחומר חלקיקים שונים: אלקטרונים, פרוטונים, פוזיטרונים וקרני-רנטגן. כל החלקיקים האלו נפלטים עם אנרגיה גבוה ביותר, כזו שניתן היה להשיג עד היום רק במאיצי חלקיקים. בזכות תכונה זו ובזכות הממדים הצנועים של מחוללי הלייזר קיבלו הניסויים האלה את כינוי החיבה ״מאיצי חלקיקים שולחניים״.
ד''ר ישי פומרנץ
יח''צ
במחקר באוסטין, מיקדו החוקרים את פולס הלייזר הקצר שלהם לנקודה זעירה על פניו של רדיד פלסטיק דק. הלייזר הפך את הפלסטיק לענן של פלסמה, ואלקטרונים מתוך הפלסמה הואצו קדימה על ידי השדה החשמלי האדיר שיוצר הלייזר. ״כדי לייצר ניטרונים, הנחנו שכבה עבה של נחושת מאחורי הפלסטיק. האלקטרונים גורמים לתהליך שבסופו משתחררים נויטרונים מגרעיני הנחושת, והכל קורה במהירות קרובה למהירות האור." הוא מסביר. התוצאה היא מחולל נויטרונים קומפקטי.
בשיטה זו שטף הנויטרונים הרגעי שמתקבל
השיטה הזו תוכל גם לאפשר בניה של מחוללי נויטרונים קטנים וניידים – למשל מכונת שיקוף למכולות הברחת חומרים לא רצויים דרך מכולות בנמלים.
ד"ר ישי פומרנץ מצטרף בשנה הבאה לסגל המחלקה לפיסיקה באוניברסיטת תל-אביב, שם תוקם מעבדה מתקדמת לחקר האינטראקציה של חומר עם לייזר בעוצמה גבוה. ״בעשור האחרון הודגמו במעבדות מגוון יכולות להאצת חלקיקים באמצעות לייזר״, הוא מסביר, ״האתגר עכשיו הוא להציע תרומות ממשיות למחקר וטכנולוגיה באמצעות היכולות האלה. במעבדה שלי נבצע מחקר בתחומי הגרעין, מדע החומרים והפלסמה אשר לא היו אפשריים עד היום במעבדה אוניברסיטאית״.
היכנסו לעמוד הפייסבוק החדש של nrg
נא להמתין לטעינת התגובות
