Şehirler arasında bağlantı sağlayan dünyanın dört bir yanındaki araç trafiği için 200’den fazla sualtı köprü tüneli mevcuttur. Bununla birlikte, oluşturulduktan sonra, bu tünellerin izlenmesi ve sürdürülmesi zordur, genellikle yapısal riskler oluşturan kapatma veya invaziv yöntemler gerektirir.
Muografi-Dünya içinde yüzlerce metre geçebilen muonlar adı verilen yüksek enerjili parçacıklar kullanan bir görüntüleme tekniği-yeraltı altyapısını incelemek için noninvaziv olmayan bir yaklaşım sağlayabilir.
İçinde Uygulamalı Fizik DergisiŞangay’daki kamu ve özel kuruluşlardan bir grup araştırmacı, bu tekniği şehrin Ring Otoyolunun bir parçası olarak Huangpu Nehri’nin altında çalışan Şangay Dış Ring Tüneline uyguladı.
Mucky toprak ve siltli kilden oluşan tortu tüneli çevreleyen sudan daha yüksek bir yoğunluğa sahip olduğundan, muon akısını azaltmada kendi başına sudan daha etkilidir. Tünel içine yerleştirildiğinde, araştırmacıların taşınabilir muon akı tespit sistemi, bu farklılıklara duyarlıdır ve yüksek seviyelerde tortu birikimine sahip yerleri tanımlamak için yararlıdır.
Yazar Kim Siang Khaw, “Muonlar öncelikle iyonizasyon yoluyla enerji kaybediyor, burada elektromanyetik olarak etkileşime giriyorlar ve atomlardan elektronlar çıkarıyorlar – yoğunlaştırıcı malzemeler daha yüksek enerji kaybına yol açarak daha fazla muonu etkili bir şekilde bloke ediyor.” Dedi. “Tortunun granüler veya kil bileşimi bu etkiyi yoğunlaştırır.”
Tünelin uzunluğu üzerinde bir uzamsal tarama ve basitleştirilmiş bir tünel modelinden geçen Muonların simülasyonunun bir kombinasyonunu kullanarak, araştırmacılar tortunun kalınlığını haritaladılar. Tekniklerinin kanıtı olarak 50 metrelik aralıklarla konum başına 10 dakikalık veri aldılar, ancak gerçek dağıtımında, tünel boyunca sabit noktalara kalıcı olarak birden fazla dedektör kurmayı ve gündüz izlemeye izin veriyorlar.
Çalışmalarını Şangay’daki birkaç tünele daha genişletmeyi ve diğer şehirlerin tekniği kendi altyapılarına kolayca benimseyebileceğini belirtiyorlar. Gereken tek şey tünelin geometrisi ve malzemeleri, çevresel veriler ve temel muon akı ölçümleri hakkında temel bilgilerdir.
Khaw, “Hiçbir karmaşık model gerekli değildir – yöntem, bu çalışmadaki simülasyonlarla doğrulanan basitleştirilmiş girişlerle çalışır.” Dedi. “Bu teknik, bir patlama borusu toprağı yıkadığında oluşan ve gizli bir çökme tehlikesi yarattığında oluşanlar gibi tehlikeli yeraltı boşluklarını da tanımlayabilir.”
Muografi arkeolojik çalışmalar, mayın keşfi ve daha fazlası için kullanılmıştır, ancak bir sistemin zaman içinde değişimini izlemek nispeten yeni, gerçek dünya uygulamasıdır.
Khaw, “Şimdi muografi için gerçekten heyecan verici bir dönemdeyiz.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu gelişmeleri temel bilimdeki bu ilerlemeleri uygulamak için daha fazla araştırmacı ile işbirliği yapmayı umuyoruz.”
