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科技环境

利用宇宙射线反击恐怖炸弹

在反恐怖的大旗下,为了在入岸关口提高货物检查的速度和效率,美国科学家现在开发了一套探测系统,可谓是“火眼金睛”,可以穿透任何物质,“翻出”所有内脏,包括秘藏的核材料。

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使用宇宙射线探测仪一分钟就可以看出一个集装箱中有无爆炸品

“九一一”恐怖袭击事件过去快四年了,美国国会议员还是认为美国在防范新的恐怖袭击方面存在大漏洞。美国飞行员协会就对航空安全方面的松懈做法提出了批评。最后是专家们敲响了警钟,因为每年通过海港、机场和过境点从国外运进美国的集装箱有千百万个,依靠目前的手段,安检部门根本忙不过来,只能对其中的5%进行检查。因此,美国科学家现在准备借助宇宙射线的力量,防备恐怖分子把恐怖炸弹偷运到美国。

科学家们希望使用现有探测器的改进版,不需成批开启就可更好地“透视”金属集装箱里的内容。这些特殊仪器可以探测到最微小的粒子,即所谓的μ介子,也被称为μ子,是宇宙射线进入地球大气层时与大气相撞生成的基本粒子。日本科学家已经利用这种探测方法透视了活火山和埃及金字塔的内部。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家莫里斯介绍说,即使危险的核物质隐藏在厚厚的铅制容器中,μ介子探测器也可以发现它们。莫里斯强调说:“现有的射线成像法,比如说X光透视法,对隐藏在铅容器里的核材料就无能为力。”因为X光的能量不够大,穿透力有限,可以被铅挡住。除此之外,现有方法也对人体健康有害,不仅是检查人员的健康,就是卡车司机的健康也会受到影响。而高能的μ介子射线本来就到处都是,所以不会带来额外的风险。

美国政府和学者担心,至今的探测器可能探测不到恐怖分子伪装得很好的核炸弹,虽然这样的核炸弹即使爆炸,其放射性作用范围也就只有方圆几百公里,但它的心理作用却不可忽视,可以动摇整个社会的人心。因此,美国政府现在下决心鼓励开发新的检测手段,比如说利用宇宙射线的透视法。洛斯阿拉莫斯实验室的舒尔茨坚信地表示:“我们相信我们已经攻克了最大的难题,现在可以制造一台样机,供一系列的安全检查试用。”

和牙科医生使用的、能量明显要低很多的X光不同,宇宙射线不是从一点,而是从四面八方撞到地球上的。因此,μ介子探测系统就比X光系统要复杂得多,其关键是找到合适的运算公式,开发相应的计算机软件,根据测量数据推导出被透视物体的三维图像。具体过程是,探测器必须先测量μ介子在进入一个物体,比如说集装箱之前的能量和角度,然后再测量它们离开物体时的能量和角度,根据之前和之后的偏差,换算出物体内部的三维图像。

因为μ介子的能量比中子以及X射线要强得多,所以它们也可以穿透钚、铀、铅这些重分子,以及钢、铝和石油中所含的碳分子和氢分子等物质。因此,秘藏的核材料或者包裹在铅容器里的恐怖炸弹在μ介子探测器面前就会暴露无遗。

洛斯阿拉莫斯实验室科研小组负责人沙特郎说,这种新方法的误差率只有3%左右。随着时间和经验的积累,这个误差率还会进一步降低。沙特郎不无自豪地告知,这套价值大约为100万美元的μ介子探测系统,功能强大,比如说,它只需要20秒钟的时间就可以查完一辆载重卡车,只需一分钟就可以透视完毕一个海运集装箱的“内脏”。

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  • 日期 25.03.2005
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