Magyar-Japán együttműködés kozmikus részecskékkel való képalkotásra

szerda, 2016, július 6

Vulkanológiai megfigyelésekre alkalmas detektorok fejlesztésére kötött megállapodást az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont és a Tokiói Egyetem Földrengéskutató Intézete (ERI). Az együttműködés alapja a Wigner FK-ban, Varga Dezső kollégánk vezetésével, föld alatti alkalmazásokra kifejlesztett ,,müontomográf”, illetve az ERI úttörő jellegű vulkanológiai eredményei voltak.

A kozmikus részecskék igen nagy áthatolóképességűek, akár kilométeres kőzetanyagon is keresztüljutnak, ráadásul folyamatosan, természetes módon állnak rendelkezésre a Föld felszínén: ez a két ok teszi őket alkalmassá képalkotásra. A képalkotó módszer a ,,müográfia" elnevezést kapta, mint a müon-radiográfia rövidítése. A hosszú múltra visszatekintő alkalmazások közül kiemelkedik az aktív vulkánok megfigyelése, melynek igen jelentős a társadalmi haszna. A mélyen a vulkán belsejében történő, kívülről nem látható sűrűség-változás megfigyelése olyan lehetőséget ad a földtudósok kezébe, ami a tűzhányók folyamatainak jobb megértéséhez, korai figyelmeztetések megbízhatóbbá tételéhez vezethet.

Az ERI által kifejlesztett müondetektorral készült keresztmetszeti ábra egy vulkánról (Tanaka, 2007), ahol az új lávalerakódás jól látható az eredeti kráter alján

A vulkanológiai képalkotás magas hatásfokú, masszív, hosszúéletű nyomkövető detektorokat igényel, melyek a gyakorlati alkalmazás szintjén is költséghatékonyak. Egy ilyen rendszer kifejlesztése volt a célja  annak a kutatásnak, melyet a Tokiói Egyetem Földrengéskutató Intézete és a Wigner Fizikai Kutatóközpont kezdeményezett. Az együttműködés alapja a Wigner FK-ban előzőleg föld alatti alkalmazásokra kifejlesztett ,,müontomográf”, illetve az ERI úttörő jellegű vulkanológiai eredményei.

Balra: a 2016. május 9-i aláírási ceremónia résztvevői  Jobbra: a Wignerben fejlesztett detektor

A kollaboráció keretében megalkotott ,,Muography Observation Instrument” innovatív nyomkövető detektorokat tartalmaz, mellyel nagy méretű, pontos és hatékony, ésszerű költséggel kivitelezhető eszköz kerül a földtudósok, vulkanológusok kezébe.

Az együttműködés formálisan 2015. június 8-án indult, a Tokiói Egyetem és a Wigner FK közötti tudományos kooperációs megállapodás aláírásával. A következő lépés, tekintettel a közvetlen ipari alkalmazhatóságra, a Szellemi Tulajdon Együttműködési Megállapodás ünnepélyes megkötése, ami keretet ad a technológiai hasznosításnak. Az esemény 2016. május 9-én az IM2N szimpózium részeként zajlott, illeszkedve a Muographers2016 eseménysorozatba.

Kazushige Obara (az ERI főigazgatója) és Lévai Péter (az MTA Wigner FK főigazgatója) a megállapodás aláírásakor 2015 júniusában

A Wigner FK csoportja által kifejlesztett ,,Müontomográf” üzem közben a Királylaki táróban

 

Hivatkozások:

Cosmic Muon Detector for Geophysical Applications. L. Oláh, G. G. Barnaföldi, G. Hamar, H. G. Melegh, G. Surányi, D. Varga, Advances in High Energy Physics, Vol. 2013, Article ID 560192

Portable cosmic muon telescope for environmental applications. G. G. Barnaföldi, G. Hamar, L. Oláh, H. G. Melegh, G. Surányi, D. Varga NIM A 689, p 60-69 (2012.10.)

Radiographic visualization of magma dynamics in an erupting vulcano. H. Tanaka, T. Kusagaya, H. Shinohara, Nature Communications 5:3381 (2014)

High resolution imaging in the inhomogeneous crust with cosmic-ray muon radiography: The density structure below the volcanic crater floor of Mt. Asama, Japan. H. Tanaka et al, EPSL 263 (2007) 104 – 113

 

 

 

hírkategória: