Bagaimana Sinar Kosmik Muon Dapat Mengungkap Limbah Nuklir Tersembunyi
Muon adalah partikel bermuatan seperti elektron, memiliki muatan yang sama tetapi massanya lebih dari 200 kali. Mereka terus menerus diciptakan oleh sinar kosmik yang menghantam atmosfer atas dan menghujani tanah dengan kecepatan sekitar satu sentimeter persegi per menit.
Sangat mudah untuk membayangkan bahwa muon ini tidak lebih dari sekadar rasa ingin tahu, tetapi dalam beberapa dekade terakhir, fisikawan telah menggunakannya untuk sejumlah aplikasi yang menarik.
Karena massanya yang besar, muon sangat baik dalam menembus material padat, seperti batu. Pada tahun 1960-an, fisikawan pemenang hadiah Nobel Amerika, Luis Alvarez, memasang detektor muon di sebuah ruangan di bawah piramida kedua Chephron di Mesir untuk mengukur kecepatan mereka tiba dari arah yang berbeda.
Idenya adalah menggunakan muon sinar kosmik untuk melakukan rontgen pada piramida, mencari ruang tersembunyi di dalam struktur. Pada 1969, dia tidak menemukan bukti ruang tersembunyi di 20% piramida yang bisa dia periksa.
Muon secara khusus dibelokkan oleh unsur-unsur berat seperti uranium dan plutonium sehingga memungkinkan untuk menemukan bahan-bahan ini dengan menganalisis lintasan muon. Jadi berbagai ilmuwan telah meneliti kemungkinan menggunakan muon untuk mencari plutonium dan uranium tingkat senjata tersembunyi dalam kontainer pengiriman.
Masalah dengan pendekatan ini adalah menghasilkan bayangan gram, seperti sinar-x. Dan ini membatasi jumlah informasi yang dapat diperoleh tentang objek tiga dimensi.
Hari ini, Guy Jonkmans dan kawan-kawan di Atomic Energy of Canada Limited di Chalk River, menguraikan cara menghasilkan gambar tiga dimensi dari muon yang datang. Mereka mengatakan ini bisa menghasilkan gambar rinci dari isi repositori limbah nuklir.
Ide mereka adalah untuk mengukur lintasan muon, baik saat mereka memasuki repositori dan saat mereka keluar. Itu membutuhkan detektor muon baik di atas repositori maupun di bawahnya.
Itu akan mengungkapkan setiap muon yang dibelokkan oleh inti berat dan memungkinkan titik defleksi diidentifikasi dalam tiga dimensi.
Dengan membangun gambaran posisi banyak inti berat, tim dapat membuat gambar tiga dimensi dari setiap struktur yang terbuat dari elemen berat di dalam repositori.
Jonkman dan rekan menguji ide mereka dengan mensimulasikan perjalanan muon melalui wadah bundel bahan bakar nuklir bekas dan mengatakan itu bekerja dengan baik.
Ini bisa menjadi teknik yang berguna. Salah satu dari banyak masalah yang sedang dihadapi industri nuklir adalah karakterisasi limbah yang tersisa dari era sebelumnya.
teknologi baterai baru 2016
Tidak ada yang tahu apa yang mengisi banyak tangki penyimpanan limbah di tempat-tempat seperti Situs Hanford di negara bagian Washington, karena catatan hilang atau tidak disimpan di tempat pertama. Dan menentukan isi dari repositori ini menggunakan metode konvensional terlalu berbahaya.
Langkah selanjutnya, tentu saja, adalah mempraktekkan ide tersebut. Itu akan membutuhkan beberapa detektor, beberapa limbah nuklir dan sejumlah besar pengalaman dalam menangani keduanya. Tugas yang tidak akan cepat, mudah, atau murah.
referensi: arxiv.org/abs/1210.1858 : Pencitraan Limbah Nuklir dan Verifikasi Bahan Bakar Bekas oleh Muon Tomography
