Cada año, Se transportan miles de millones de toneladas de mercancías a nivel mundial mediante contenedores de carga. En la actualidad, Existe la preocupación de que este inmenso volumen de tráfico pueda aprovecharse para transportar materiales nucleares ilícitos, con pocas posibilidades de detección. Un enfoque prometedor para combatir este problema es medir cómo los bienes interactúan con partículas cargadas llamadas muones, que se forman naturalmente cuando los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera de la Tierra. Los estudios en todo el mundo ahora han explorado cómo esta técnica, llamado "tomografía de muones, "se puede lograr a través de una variedad de tecnologías de detección y algoritmos de reconstrucción. En este artículo de EPJ Plus , un equipo dirigido por Francesco Riggi en la Universidad de Catania, Italia, aprovechar estos resultados para desarrollar un prototipo de tomógrafo de muones a gran escala.

La tecnología es particularmente ventajosa ya que los muones cósmicos están disponibles en todo el mundo; mostrar propiedades conocidas a nivel del mar; y puede penetrar mucho más profundamente en materiales pesados ​​que los rayos X. A medida que interactúan con elementos pesados ​​como materiales nucleares, los muones se encuentran dispersos en ángulos característicos. Por lo tanto, comparando las trayectorias de los muones que entran y salen de un material que se está inspeccionando, los investigadores pueden identificar estos elementos, incluso si están ocultos dentro de contenedores grandes. Sin embargo, dado que los muones cósmicos son relativamente raros, esta técnica requiere largos tiempos de escaneo para producir niveles adecuados de sensibilidad y resolución de imagen, lo que limita su uso en el monitoreo a gran escala. Muchos estudios anteriores ahora han abordado este problema utilizando técnicas avanzadas de detección de muones, junto con los algoritmos de reconstrucción de imágenes.

En este tema de actualidad, Riggi y sus colegas utilizaron los conocimientos adquiridos a través de estos estudios para construir un prototipo de tomógrafo de muones a gran escala, con un área de detección de 18 m ² —Lo suficientemente grande para inspeccionar un contenedor de carga estándar. Su estudio implicó colocar detectores de muones emisores de luz por encima y por debajo de un pequeño bloque de plomo. Luego, un algoritmo especializado utilizó los datos que recopilaron para estimar el acercamiento más cercano entre núcleos con números atómicos altos dentro del bloque, y los muones que fueron dispersados ​​por ellos, lo que permitió a los investigadores determinar la posición del bloque en 3-D. Los resultados del estudio allanan el camino para detectores prácticos con tiempos de detección reducidos y resoluciones de imagen altas. A través de nuevas mejoras, el prototipo pronto podría conducir a sofisticados sistemas de monitorización, adecuado para su uso en instalaciones de manipulación de carga en todo el mundo.