В 2004 году гражданин Великобритании Дхирен Баро был арестован за сговор с целью причинения вреда обществу путем использования радиоактивных материалов, среди прочих обвинений. Власти утверждали, что Баро исследовал производство «грязных бомб» и планировал взорвать их в Нью-Йорке, Вашингтоне и других городах. Грязная бомба сочетает в себе обычные взрывчатые вещества с радиоактивным материалом.
Хотя Баро не изготовлял бомбы, эксперты по национальной безопасности считают, что террористы продолжают интересоваться такими устройствами для террористических заговоров. Теперь исследователи из Университета Мэриленда предложили новый метод дистанционного обнаружения радиоактивных материалов в грязных бомбах или других источниках. Они описывают метод в статье в журнале Physics of Plasmas .
По данным Комиссии по ядерному регулированию США, хотя взрыв грязной бомбы , вероятно, нанесет больший ущерб, чем радиоактивные вещества , которые она распространяет, бомбы могут вызвать страх и панику, заразить имущество и потребовать потенциально дорогостоящей очистки.
Радиоактивные материалы обычно используются в больницах для диагностики и лечения заболеваний, на строительных площадках для проверки сварных швов и в исследовательских учреждениях. Кобальт-60, например, используется для стерилизации медицинского оборудования, радиации для лечения рака, сохранения продуктов питания и многих других целей. В 2013 году в Мексике воры украли партию гранул кобальта-60, используемых в больничных аппаратах для лучевой терапии, хотя позже партия была обнаружена в целости и сохранности.
Кобальт-60 и многие другие радиоактивные элементы при распаде испускают высокоэнергетические гамма-лучи . Гамма-лучи отрывают электроны от молекул окружающего воздуха, в результате чего свободные электроны теряют энергию и легко присоединяются к молекулам кислорода, создавая повышенный уровень отрицательно заряженных ионов кислорода вокруг радиоактивных материалов.
Исследователи из Университета Мэриленда стремятся обнаружить повышенную плотность ионов с помощью своего нового метода. Они подсчитали, что маломощный лазер, направленный вблизи радиоактивного материала, может освободить электроны от ионов кислорода. Второй, мощный лазер может активизировать электроны и запустить каскадный пробой воздуха. Когда процесс пробоя достигает определенной критической точки, мощный лазерный свет отражается обратно. Чем больше радиоактивного материала поблизости, тем быстрее достигается критическая точка.
«Мы подсчитали, что можем легко обнаружить 10 миллиграммов [кобальта-60] с помощью лазера, направленного в пределах полуметра от неэкранированного источника, что составляет лишь малую часть того, что может попасть в грязную бомбу», — сказал Джошуа Айзекс, первый автор статьи. и аспирант, работающий с профессорами физики и инженерии Мэрилендского университета Филиппом Спрэнглом и Ховардом Милчбергом. Свинец может защищать радиоактивные вещества, но большинство обычных материалов, таких как стены или стекло, не останавливают гамма-лучи.
Сами лазеры могут быть расположены на расстоянии до нескольких сотен метров от радиоактивного источника , сказал Айзекс, если сохраняется прямая видимость и воздух не слишком турбулентный или загрязненный аэрозолями. Он подсчитал, что все устройство, когда оно будет построено, можно будет перевозить на грузовиках по улицам города или мимо транспортных контейнеров в портах. Это также может помочь полиции или сотрудникам службы безопасности обнаруживать радиацию, не находясь слишком близко к потенциально опасному излучателю гамма-излучения.
Предлагаемый метод дистанционного обнаружения радиации не первый, но имеет преимущества перед другими подходами. Например, терагерцовое излучение также было предложено как способ разложения воздуха вблизи радиоактивных материалов, но для получения терагерцового излучения требуется сложное и дорогостоящее оборудование. В другом предложенном методе будет использоваться мощный инфракрасный лазер для удаления электронов и разрушения воздуха, но этот метод требует, чтобы детектор располагался в направлении, противоположном лазеру, что делает непрактичным создание одного мобильного устройства.
На данный момент исследователи из Университета Мэриленда проанализировали осуществимость нового подхода, и сейчас проводятся эксперименты по его проверке в лаборатории.
Айзекс сказал, что будет трудно оценить, когда устройство обнаружения, основанное на новом методе, может быть коммерциализировано, но он не предвидел конкретной производственной проблемы, которая встанет на его пути.
«Мы специально выбрали хорошо разработанную технологию для каждого компонента предлагаемой системы», — сказал он.
