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蝙蝠回声定位激发工程师打造出新型管道检测系统

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蝙蝠回声定位激发工程师打造出新型管道检测系统

发布日期:2020-06-17 作者: 点击:

据外媒报道,工程师们正在求助于蝙蝠以此来了解更多有关如何保护好穿越地球数千英里的管道的知识。兰卡斯特大学、美国国家物理实验室和技术公司Hybrid Instruments组建的一个团队正在研究如何利用核辐射来模拟蝙蝠用来定位猎物的声波狩猎系统。

蝙蝠和管道似乎并没有太多共同之处,但在检查已经安装的管道是否存在潜在的破坏性腐蚀时,工程师们的处境就像是一只正在寻找晚餐的蝙蝠,他们都需要在黑暗中、一定距离寻找着某种东西。

大多数看过几部自然纪录片的人都知道蝙蝠是通过超声波啁啾来导航,但这些声音比人类听觉范围之外的简单偷听要复杂得多。它们是一种复杂的声音组合,通过跟目标物相互作用然后向蝙蝠传回大量信息。

新的管道检测技术就模仿了蝙蝠的这种方法,但这里用快中子和伽马射线代替了声波。这个想法则是为了能够检测那些埋在地下或者被厚厚的绝缘材料包裹着的管道。

这是一种被称为反向散射的实验室常用技术的大规模版本,即一束辐射瞄准一个物体,从该物体反射回来的射线揭示其特性。根据研究小组的说法,中子和伽马射线的混合物是互补的,因为中子能与塑料和其他低密度材料相互作用,而快中子具有很强的穿透力,此外,伽马射线跟金属的相互作用更强但不能穿透密度很高的材料。

这种新的反向散射技术使用了一种名为Mixed Field Analyzer的新设备--由兰开斯特大学开发--和可记录由铅笔状的中子束和伽玛射线返回的电子信号的Hybrid Instruments。

据研究小组称,实验室对不同厚度的碳钢样品进行了实时测试,该技术甚至可以测量塑料或混凝土绝缘层下的厚度。这将有可能存有缺陷的钢以及更普遍的腐蚀成为大问题之前发现它们。

研发团队表示,他们下一步的工作是在管道截面上测试这项技术并打造一种速度更快的中子探测器。

相关研究报告已发表在《Scientific Reports》上。


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