p Cada ano, bilhões de toneladas de mercadorias são transportadas globalmente por meio de contêineres de carga. Atualmente, há preocupações de que este imenso volume de tráfego possa ser explorado para transportar materiais nucleares ilícitos, com pouca chance de detecção. Uma abordagem promissora para combater esse problema é medir como os produtos interagem com partículas carregadas chamadas múons - que se formam naturalmente à medida que os raios cósmicos interagem com a atmosfera da Terra. Estudos em todo o mundo já exploraram como essa técnica, denominado "tomografia muon, "pode ​​ser alcançado por meio de uma variedade de tecnologias de detecção e algoritmos de reconstrução. Neste artigo de EPJ Plus , uma equipe chefiada por Francesco Riggi na Universidade de Catania, Itália, construir sobre esses resultados para desenvolver um protótipo de tomógrafo de múon em escala real. p A tecnologia é particularmente vantajosa, uma vez que múons cósmicos estão disponíveis em todo o mundo; exibir propriedades bem conhecidas ao nível do mar; e pode penetrar muito mais profundamente em materiais pesados ​​do que os raios-X. À medida que interagem com elementos pesados, como materiais nucleares, múons estão espalhados em ângulos característicos. Portanto, comparando as trajetórias de múons entrando e saindo de um material que está sendo inspecionado, pesquisadores podem identificar esses elementos, mesmo se estiverem escondidos em grandes contêineres. Contudo, uma vez que os múons cósmicos são relativamente raros, essa técnica requer longos tempos de varredura para produzir níveis adequados de sensibilidade e resolução de imagem - limitando seu uso em monitoramento em grande escala. Muitos estudos anteriores já abordaram esse problema usando técnicas avançadas de detecção de múons, ao lado de algoritmos de reconstrução de imagem.

p Neste problema atual, Riggi e colegas usaram os insights obtidos por meio desses estudos para construir um protótipo de tomógrafo de múon em escala real, com uma área de detecção de 18 m ² - grande o suficiente para inspecionar um contêiner de carga padrão. O estudo envolveu a colocação de detectores de múons emissores de luz acima e abaixo de um pequeno bloco de chumbo. Um algoritmo especializado então usou os dados coletados para estimar a abordagem mais próxima entre os núcleos com altos números atômicos dentro do bloco, e os múons que foram espalhados por eles - permitindo aos pesquisadores determinar a posição do bloco em 3-D. Os resultados do estudo abrem caminho para detectores práticos com tempos de detecção baixos e resoluções de imagem altas. Por meio de outras melhorias, o protótipo pode em breve levar a sistemas de monitoramento sofisticados, adequado para uso em instalações de manuseio de carga em todo o mundo.