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[2012.04.07] 凝望μ-介子

2012-4-8 08:10| 发布者: migmig| 查看: 5805| 评论: 14|原作者: 悠悠万事97

摘要: 如何用μ-介子检测走私的铀与钚
宇宙射线断层摄影术

凝望μ-介子

如何用μ-介子检测走私的铀与钚


Apr 7th 2012 | from the print edition
 

美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸,但原子弹可能会通过船运集装箱或卡车进入该国,这仍是让安全当局夜里无法安睡的想法之一。但现在,如果由墨尔本市的弗罗里达理工学院的迈克尔•斯泰伯(Michael Staib of the Florida Institute of Technology, in Melbourne)及其同事发展的一个想法成功的话,他们就能睡得安稳些了。

斯泰伯用自然生成的亚原子粒子——μ-介子——检测走私者可能隐藏原子弹或制造它所需要的核材料的地方。乍看上去这似乎就是扯淡。他们说的μ-介子稀稀拉拉地从大气中落下,每平方厘米每分钟大约只有1 个。但正如斯泰伯4月2日在亚特兰大(Atlanta)举行的一次美国物理学会(American Physical Society)会议上报告的那样,这对于实用的μ-介子扫描仪已经足够了。

μ-介子与电子类似,但比电子重,而且不稳定。它们是宇宙射线(来自宇宙空间的高速原子核)撞击大气层时生成的。它们或许能用来检测核材料,因为诸如铀与钚一类重原子核对它们的散射比轻些的原子核更厉害。这些所谓“轻些的原子核”甚至包括铅这样较重元素的原子核。精密的电子仪器可以发现其中的差别。企图走私铀或钚的人或许能用铅来阻挡盖革计数器对走私物的探测,但却奈何不得μ-介子。

最初的想法来自2003年新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory in New Mexico),那里的研究人员设想用一种叫做漂移管的检测器检测货物里的μ-介子。2005年,一家名为决策科学(Decosion Science)的公司接手这方面的工作,并从那时起就一直在改良这一方法。该公司说他们今年夏天将在巴哈马群岛(Bahamas)的一个港口中安装一台集装箱大小的示范装置,但他们不肯透露任何技术细节。

然而漂移管很笨重。它们可能也无法检测比较小的走私物。斯泰伯等认为他们的方法更好。他们一直在使用另一种叫做气体电子倍增器(gas electron multiplier (GEM))的检测器。GEM的大小只是漂移管的十分之一,是有孔的金属箔组成的。这些金属箔嵌在填充了气体的薄金属板上。一个μ-介子进入倍增器后会从气体中击出电子,从而留下电子装置能够分辨的痕迹。

斯泰伯的原型机能够看到藏在30厘米见方的包裹内4厘米宽的铀。这对实际应用来说还是太小,但已是两年前最初的仪器检测能力的100倍。不仅如此,这台原型机除在上面和下面有检测器外,在侧面也有检测器。这就意味着,它可以在一个给定空间内准确地确定可疑物的位置。

下一步是制造一个1立方米大小的仪器。斯泰伯的老板马卡斯•霍尔曼(Marcus Hohlmann)预计该仪器可在三年内完成,成本约30万美元。进一步放大尺寸只不过是制造更大的检测器、改进计算机软件以处理更多的μ-介子罢了。洛斯阿拉莫斯团队最初的成本估计是:扫描所有进入美国的卡车需要每年10亿美元。这听起来很不少,但只不过是美国国防预算的0.14%而已。

感谢译者 悠悠万事97 点击此处阅读双语版

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最新评论

引用 contrary 2012-4-8 11:40
the idea that an atom bomb might enter their country in a shipping container or on the back of a lorry is still one that keeps the security services awake at night.
这仍是让安全当局夜里无法安睡的想法之一。
idea 无须想法
这点仍让安全当局夜里无法安睡。

if an idea being developed by Michael Staib  及其同事发展的一个想法成功的话
发展想法似乎不好
形成的一个想法能够成为现实的话

naturally generated  自然生成的
天然的?

nuclear explosives  制造它所需要的核材料的
explosives译材料是否不够准确?

They are produced when cosmic rays (fast-moving atomic nuclei from space) hit the atmosphere.
它们是宇宙射线(来自宇宙空间的高速原子核)撞击大气层时生成的。
hit我觉得是到达的意思,射线这种无形的东西不应是撞击

因为诸如铀与钚一类重原子核对它们的散射比轻些的原子核更厉害。
因为诸如铀与钚一类重原子核对它们的散射效应比较轻的原子核更大。(这样似乎SCIENTIFIC一些...)

一家名为决策科学(Decosion Science)的公司
决策科学(Decosion Science)公司(简洁些)

gas electron multiplier  电子倍增器
电子倍增管更常用
引用 悠悠万事97 2012-4-8 13:17
回复 contrary 的帖子

the idea that an atom bomb might enter their country in a shipping container or on the back of a lorry is still one that keeps the security services awake at night.
这仍是让安全当局夜里无法安睡的想法之一。
idea 无须想法
这点仍让安全当局夜里无法安睡。
good

if an idea being developed by Michael Staib  及其同事发展的一个想法成功的话
发展想法似乎不好
形成的一个想法能够成为现实的话
考虑一下;是否完全删去“发展的”

naturally generated  自然生成的
天然的?
good

nuclear explosives  制造它所需要的核材料的
explosives译材料是否不够准确?
“核爆炸物”似乎更不准确……考虑一下。“核燃料”?但这里又不是反应堆。

They are produced when cosmic rays (fast-moving atomic nuclei from space) hit the atmosphere.
它们是宇宙射线(来自宇宙空间的高速原子核)撞击大气层时生成的。
hit我觉得是到达的意思,射线这种无形的东西不应是撞击
查了下,感觉“进入”比较好。

因为诸如铀与钚一类重原子核对它们的散射比轻些的原子核更厉害。
因为诸如铀与钚一类重原子核对它们的散射效应比较轻的原子核更大。(这样似乎SCIENTIFIC一些...)
嗯哪

一家名为决策科学(Decosion Science)的公司
决策科学(Decosion Science)公司(简洁些)
good

gas electron multiplier  电子倍增器
电子倍增管更常用
Google了一下, “电子倍增器”更常用
引用 Dezazer 2012-4-8 23:17
本帖最后由 Dezazer 于 2012-4-8 23:17 编辑

(1)
美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸

这个地方我有三点意见:
<1>个人觉得“核导弹”的说法不常见,“核弹”似乎更多一些
<2>“轰炸”的主体一般都是“常规炸弹(不携带核弹头的炸弹)”,个人觉得应该将“轰炸”改为“攻击”
<3>“已不再担心”我觉得“已”应该去掉

(2)
这仍是让安全当局夜里无法安睡的想法之一

这种众多仍然让安全部门夜不能寐的可能性之一(我的似乎有点拗口)

(3)
及其同事的一个想法成功的话

想法成功?改为“想法实现”如何?

(4)
天然的亚原子粒子

我对这里的“天然的”持保留意见,我觉得这个词用在“自然界(动物、植物甚至矿物质)”比较多,但是“天然的电子”、“天然的反物质”及“天然的粒子”似乎没见过

(5)
或许能用铅来阻挡盖革计数器对走私物的探测,但却奈何不得μ-介子

或许会用铅将走私物包起来,以防被盖革计数器检测出来,但这一招对于μ-介子检测器却不管用(我想表达的主要是后半句)

PS:检测器应该是放射出μ-介子的吧~~

(6)
能够看到

能够检测出

(7)
这对实际应用来说还是太小

这句话没看懂。什么太小?求科普~~

(8)
Scaling up beyond that
lz原译:进一步放大尺寸

不是越小越便携越好么?为什么又要“进一步放大尺寸”呢?
引用 yannanchen 2012-4-9 12:46
The original idea, dreamed up in 2003 at the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, was to use detectors called drift tubes to track muons through a cargo. Decision Sciences, a company spun out of that effort in 2005, has been refining this approach since then

a company spun out of that effort in 2005=Decision Sciences is a company spun out of that effort (i.e., the effort to use detectors called drift tubes to track muons through a cargo)
引用 handsome2011 2012-4-9 13:58
Dezazer 发表于 2012-4-8 23:17
(1)
美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸

nuclear-tipped ballistic missiles.核子弹道导弹或者导弹核武器。
引用 悠悠万事97 2012-4-9 20:01
本帖最后由 yannanchen 于 2012-4-10 08:25 编辑
yannanchen 发表于 2012-4-9 12:46
The original idea, dreamed up in 2003 at the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, was to us ...


The original idea, dreamed up in 2003 at the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, was to use detectors called drift tubes to track muons through a cargo. Decision Sciences, a company spun out of that effort in 2005, has been refining this approach since then

a company spun out of that effort in 2005=Decision Sciences is a company spun out of that effort (i.e., the effort to use detectors called drift tubes to track muons through a cargo)
仔细看了看,感觉译文
2005年,决策科学公司(Decosion Science)接手这方面的工作,并从那时起就一直在改良这一方法。
已经包含了这一层意思。当然,直译是
在2005年继续进行这一努力的决策科学公司从那时起就一直在改良这一方法。

不知陈版以为如何?

又:接下去要发一篇关于末日天启教派的世界末日说简史(精粹),不知陈版对宗教方面有无兴趣?还望多加指点。
引用 悠悠万事97 2012-4-9 20:13
Dezazer 发表于 2012-4-8 23:17
(1)
美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸

(1)
美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸

这个地方我有三点意见:
<1>个人觉得“核导弹”的说法不常见,“核弹”似乎更多一些
<2>“轰炸”的主体一般都是“常规炸弹(不携带核弹头的炸弹)”,个人觉得应该将“轰炸”改为“攻击”
<3>“已不再担心”我觉得“已”应该去掉
Google了一下,发现“核导弹”与“核轰炸”都在广泛使用中。再仔细读了读,感觉有“已”更为流畅。

(2)
这仍是让安全当局夜里无法安睡的想法之一

这种众多仍然让安全部门夜不能寐的可能性之一(我的似乎有点拗口)
不很欣赏你的this time,to be honest

(3)
及其同事的一个想法成功的话

想法成功?改为“想法实现”如何?
Good

(4)
天然的亚原子粒子

我对这里的“天然的”持保留意见,我觉得这个词用在“自然界(动物、植物甚至矿物质)”比较多,但是“天然的电子”、“天然的反物质”及“天然的粒子”似乎没见过
“天然生成的”

(5)
或许能用铅来阻挡盖革计数器对走私物的探测,但却奈何不得μ-介子

或许会用铅将走私物包起来,以防被盖革计数器检测出来,但这一招对于μ-介子检测器却不管用(我想表达的主要是后半句)
嗯,不错。

PS:检测器应该是放射出μ-介子的吧~~
不是,μ-介子是天然生成的,检测器是检测它们被散射的情况以确定是不是被铀或钚散射的

(6)
能够看到

能够检测出
容我再看看

(7)
这对实际应用来说还是太小

这句话没看懂。什么太小?求科普~~
见下面的(8)。大概是说可供受检物品进入的空腔太小吧?

(8)
Scaling up beyond that
lz原译:进一步放大尺寸

不是越小越便携越好么?为什么又要“进一步放大尺寸”呢?
我仔细想过这一问题。我假定现有的仪器是一个空腔,受检物品穿过空腔受检(这从原文所述不但上下有监测器,侧面也有来看是有道理的)。那么很明显的就是,这个空腔必须足够大,才能让集装箱和卡车通过。
引用 悠悠万事97 2012-4-9 20:15
Dezazer 发表于 2012-4-8 23:17
(1)
美国人或许已不再担心会遭到雨点般的核导弹轰炸

“(7)
这对实际应用来说还是太小

这句话没看懂。什么太小?求科普~~”

这个我想是说,现在能检测的包裹尺寸太小。大概是空腔(?)太小,大了就进不去。
引用 Dezazer 2012-4-9 20:30
悠悠万事97 发表于 2012-4-9 20:15
“(7)
这对实际应用来说还是太小

我觉得检测器并不是一个很大的容腔,而是由一系列小的检测器安装在集装箱(或者其他container)上组成的一个检测系统,将检测器做小以后相比于前文提到的体积庞大的scanner来说当然就更便携、更方便了
引用 handsome2011 2012-4-9 22:02
handsome2011 发表于 2012-4-9 13:58
nuclear-tipped ballistic missiles.核子弹道导弹或者导弹核武器。

i do not have much time  to read  articles here,what  i can do  is  to look through titles and leave.
引用 nayilus 2012-4-10 02:28
track muons through a cargo
检测货物里的μ-介子
检测穿过货物的μ-介子
即大气中自然产生的μ-介子穿过货物被检测到。

这些金属箔嵌在填充了气体的薄金属板上
这句似乎是
这些金属箔夹在填充了气体的薄金属板内

gem1_12-98.gif
引用 悠悠万事97 2012-4-10 02:46
Dezazer 发表于 2012-4-9 20:30
我觉得检测器并不是一个很大的容腔,而是由一系列小的检测器安装在集装箱(或者其他container)上组成的 ...

“我觉得检测器并不是一个很大的容腔,而是由一系列小的检测器安装在集装箱(或者其他container)上组成的一个检测系统,将检测器做小以后相比于前文提到的体积庞大的scanner来说当然就更便携、更方便了”

注意这一段:
“这台原型机除在上面和下面有检测器外,在侧面也有检测器。这就意味着,它可以在一个给定空间内准确地确定可疑物的位置。”

因此我认为整台仪器有空腔。你说的“一系列小的检测器”应该是对的,但却不应该是安装在集装箱上的,而是安装在仪器的不同位置上,否则要在每一个集装箱上一次次地安装,需要花多少时间?一条集装箱船带来的几百个上千个集装箱全都这样检查,忙得过来吗?一个港口每天有会有多少条集装箱船到达?
引用 Dezazer 2012-4-10 13:44
悠悠万事97 发表于 2012-4-10 02:46
“我觉得检测器并不是一个很大的容腔,而是由一系列小的检测器安装在集装箱(或者其他container)上组成 ...

对于整个检测系统来说,关键的部分就是“安装在不同位置的一系列小的检测器”咯~~
其他的只是个frame而已 对吧 ^_^
引用 Dezazer 2012-4-10 13:45

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汤哥关注到“动静”没?哈哈

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