Nove primjene 14 MeV neutrona

Glavni istraživač

Kategorija
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Iznos financiranja
995400
HRK
Datum početka
1.10.2018.
Datum završetka
30.9.2022.
Status
Aktivan

Neutroni energije 14 MeV proizvode se relativno lako u D-T reakciji, jednoj od najvažnijih nuklearnih fuzijskih reakcija, zbog male Coulomb-ove barijere (~70keV) i velikog udarnog presjeka (~ 5 barna). Uslijed toga neutronski generatori mogu biti malih dimenzija omogučavajući tako brojne primjene 14 MeV neutrona u medicini, industriji, sigurnosti i zaštiti okoliša.

Neutralnost neutrona čini ih idealnim u ispitivanju nuklearne strukture i nuklearne sile, a zbog svoje penetrabilnosti i ''osjetljivosti'' na elemente s malim atomskim brojem, pogodni su za ne-destruktivnu inspekciju velikih objekata koji se uglavnom sastoje od ugljika (C) i kisika (O).

Omjer C/O je jedinstven za različite kompleksne materijale i ako se njegovo mjerenje kombinira s mjerenjem ostalih parametara kao što su gustoća i relativna koncentracija ostalih elemenata, može se koristiti uspješno za razlikovanje i identifikaciju različitih materijala. Korištenje C/O omjera u detekciji opasnih materijala istraživano je intezivno, naročito za detekciju eksploziva, bojnih otrova, narkotika, ‘’prljave bombe’’, uključujući i istraživanja pod vodom.

Do današnjeg dana, metode koje koriste brze neutrone u detekciji opasnih tvari, razvijene su do te mjere da su izgrađena i neka pilot-postrojenja, a postoji i nekoliko komercijalno dostupnih uređaja. Procedura za Osiguravanje kvalitete/Kontrolu kvalitete (OK/KK) neutronskih senzora s ciljem smanjenja lažno pozitivnih i lažno negativnih signala ravijena je za C/O, N/C omjere.

U budućem radu, predloženom u okviru ovog projekta, OK/KK procedura bi se razvila i za omjere ostalih elemenata od interesa (F, S, P, S, Cl, …). Kako omjeri koncentracije elemenata u nepoznatom uzorku ovise o okolini u kojoj se uzorak nalazi, kalibracijska procedura će se ponoviti za C/O, N/C i ostale omjere u ovisnosti o vrsti matrice u kojoj se uzorak/meta nalazi (mineralna, metalna ili organska matrica).   

Neutronske tehnike značajne su u industriji nafte, gdje se koriste za monitoriranje količine vode i mineralnih kontaminata u sirovoj nafti, kao i u ispitivanju naftnih bušotina mjerenjem C/O omjera. C/O omjer je bitan u određivanju količine nafte, vode i plina u naftnim rezervoarima. Razvit će se dva napredna nuklearna senzora, za monitoriranje sirove nafte, i za precizno C/O ispitivanje naftnih bušotina (tankih slojeva), a pomoću napredne tehnologije izrade neutronskih generatora, detektora, ''pametnih'' kolimatora i tehnika obrade podataka.

Potencijalno značajno područje primjene neutronskih tehnika je podvodno istraživanje ležišta mineralnih naslaga, naročito metan hidrata (MH) i elemenata rijetkih zemalja (ERZ), koja se mogu naći u ogromnim količinama na morskom dnu na dubinama 400-1000 m. Pokazano je da dubokomorski mulj sadrži obećavajuće visoke koncentracije ERZ i Y, čak 1000-2230 μg/g.

Pretpostavljene količine MH kreću se od 2x1014 m3 do 3.053x1018 m3. Nalazišta metan hidrata mogu poslužiti kao izvor energije jednako značajan kao i postojeći ugljikovodični izvori energije, a ubrizgavanjem CO2 u MH nalazište s ciljem kontroliranog oslobađanja metana, smanjuje se i količina ugljikovog dioksida u atmosferi. Razvit će se nove podvodne neutronske tehnike (aktivne i pasivne) koje će povečati našu mogućnost karakterizacije, kvantificiranja i monitoriranja MH i ERZ nalazišta. MH i ERZ nalazišta se čine izuzetno značajna u bliskoj budućnosti u kojoj se očekuje njihova eksploatacija.

Predložena istraživanja predstavljaju iskorak u primjeni 14 MeV neutrona. Glavna zadaća predloženog projekta je daljnje istraživanje inovacijskog potencijala neutronskih tehnika, kao i prijenos znanja mlađim generacijama.

Suradnici

  • Dr. sc. Jasmina Obhođaš (Institut Ruđer Bošković)
  • Dr. sc. Milorad Korolija (Institut Ruđer Bošković)
  • Dr. sc. Karlo Nađ (Institut Ruđer Bošković)
  • Dr. sc. Milivoj Uroić (Institut Ruđer Bošković)
  • Dr. sc. Vladivoj Valković (u mirovini)
  • Dr. sc. Dubravko Rendić (u mirovini)
  • Dr. sc. Ilker Merić (Western Norway University of Applied Sciences)
  • Dr. sc. Helge Egil Seime Pettersen (Haukeland University Hospital)

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.