109

«Просветить» и досмотреть поезд на 70 км/ч: физики из МГУ создали рентгеновский аппарат будущего

Очереди из большегрузов на границе, благодаря разработке научных сотрудников Московского университета и компании Ростеха, скоро останутся в прошлом.

В настоящее время российские таможенники используют инспекционно досмотровые комплексы (далее ИДК) иностранного производства. Принцип их работы похож на рентгеновский аппарат, благодаря которому можно просвечивать содержимое автомобиля, а сердцем всей этой системы является линейный ускоритель электронов.

В МГУ им. М.В. Ломоносова поставили перед собой задачу, ускорить процесс досмотра на пограничных пунктах в несколько раз и повысить качество распознавания материалов. На основании техзадания, предоставленного разработчиками ИДК, специалистами компании «Скантроник системс», входящей в корпорацию Ростех, приступили к работе над созданием ускорителей электронов, превосходящих по своим характеристикам аппараты, разработанные конкурентами за рубежом.

«Основные конкуренты находятся в США и Китае, — рассказал сайту телеканала „Звезда“ главный научный сотрудник НИИ ядерной физики МГУ имени М.В. Ломоносова профессор Василий Шведунов. Добиться такого эффекта ускорения мы смогли благодаря результатам многолетних исследований, проводившихся в институте, и достижениям, сделанных в военно-промышленном комплексе в советские времена. Уже тогда были разработаны уникальные мощные и компактные высокочастотные приборы, не имеющие аналогов за рубежом».

На отделении ядерной физики (физфак МГУ) «ускорительная» школа создавалась ещё с начала ядерной эры. У её истоков стояли академик В.И. Векслер и профессор А.А. Коломенский. В большей степени это были фундаментальные исследования, а вот ускорителями прикладного назначения стали заниматься гораздо позднее.

«Историю инспекционно-досмотровых комплексов (ИДК) следует отсчитывать от постановления правительства совета министров СССР 1988 года, — объясняет представитель компании-разработчика Сергей Симочко. Это постановление коснулось мер повышения эффективности проведения инспекционного контроля, в рамках которого и были сформулированы первые технические требования к разработке техники, способной сканировать грузы».

В начале 90-ых годов были разработаны первые образцы досмотровых комплексов, но в связи с произошедшими изменениями в стране предприятия, занимающиеся ИДК, прекратили выпуск комплектующих и новые технологии не были внедрены. Необходимость в проведении таможенного контроля с использованием высокоточных профессиональных аппаратов росла, но отечественная промышленность на тот момент, когда происходило оснащение пограничных пропусков, ничего существенного предложить не могла.

«Важные закупки были проведены в 2005-08 годах и основной парк таможенной службы на сегодняшний день составляют комплексы компании германо-англо-французского происхождения, — рассказывает Сергей Симочко. Федеральной таможенной службой эксплуатируется 59 систем иностранного производства».

В 2013 году в пункте пропуска Пограничный испытан российский стационарный автомобильный досмотровый комплекс. Приморские таможенники первыми оценили высокую эффективность ИДК. Вскрытие контейнера за счет точной проникающей способности досмотрового комплекса, равной эквиваленту стали — 460 мм, не требуется. Теперь инспекционная проверка сократилось в разы. Еще одно преимущество — это функция оценочного взвешивания груза. Оператор на экране монитора может выделить для взвешивания транспортное средство целиком, либо его часть.

«Роботизированная система очень гибко управляет характеристиками ускоренного пучка, чего нет в зарубежных аналогах, и позволяет удаленно диагностировать, контролировать работу ускорителя, что значительно упрощает эксплуатацию машины» — поясняет профессор Василий Шведунов.

В ближайшее время на российско-китайской границе в городе Забайкальск будет установлен железнодорожный инспекционно досмотровый комплекс российского производства. Перейти на отечественный ИДК пограничники решили не раздумывая, поскольку он в два раза быстрее зарубежного аналога.

Ускоритель, лежащий в основе комплекса, является уникальным, благодаря частоте следования импульсов ускоренного пучка в 2000 Гц, что вдвое выше, чем у конкурентов. Впервые в мире будет достигнута скорость досмотра поездов до 70 км в час. Если сравнивать с иностранными поставщиками, то отечественный ИДК гораздо дешевле, а срок службы составляет от 10 до 20 лет.

Всего на отечественном рынке представлено три типа ИДК: стационарный автомобильный, стационарный железнодорожный и мобильный, все основные узлы которого смонтированы на автомобильном шасси, а благодаря новым разработкам, является достаточно компактным.

«Принцип работы „чудо-ИДК“ таков, — рассказывает представитель компании-разработчика Сергей Симочко, ускоритель генерирует тормозное излучение, которое коллимируется в веерообразный пучок таким образом, чтобы точно попадать на детекторную линейку. Соответственно, когда комплекс перемещается он по сути нарезает изображение с заданной частотой повторения, а уже компьютерная система комплекса формирует полностью отсканированное изображение».

К не просто дает изображение содержимого, а распознает атомный номер материала, благодаря высокой стабильности энергии ускоренных электронов и переключению значения энергии от импульса к импульсу между двумя значениями. Поэтому вычислить за считанные минуты наркотики, взрывчатку либо тяжелые металлы для таможенников не составит труда.

Центральными элементами ускорителя является ускоряющая структура, в которой создается электромагнитное поле. Сам источник электромагнитного поля — это клистрон. «Это именно то, что является разработкой отечественного ВПК. Источник ускоряемых электронов — электронная пушка — объясняет профессор МГУ Василий Шведунов. Если кто-то помнит старые телевизоры с кинескопом, в них также использовались электронные пушки как источники электронов».

Тестовые испытания ускорителя еще одного типа, разработанного и построенного Лабораторией электронных ускорителей (ЛЭУ) МГУ, проходят в Калужской области, где в середине сентября был введен в действие первый в России центр антимикробной обработки сельхозпродукции. Задача этого ускорителя обрабатывать продукты питания с целью увеличения сроков хранения.

«Ускорители, которые используются в Инспекционно-досмотровых комплексах, были разработаны по нашему техническому заданию и соответственно используются исключительно для данных целей. Другое дело, что ускорители с использованием той же элементной базы практически могут быть использованы для разных целей, — пояснил член совета директоров ООО „Скантроник системс“ Сергей Симочко. Это и дефектоскопия, и стерилизация овощей и продуктов. В ЛЭУ МГУ создан ряд ускорителей, которые используются на предприятиях Росатома для контроля качества сварных швов корпусов реакторов. Но все же эти ускорители с другими параметрами и более мощные» — подытожил он.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 9
    aleco aleco
    25.10.1721:42:22

    круто

  • 6
    Нет аватара ruan1d10t
    26.10.1701:03:11

    Прямо фантастика.

    • 3
      Нет аватара Ил-2
      26.10.1714:14:05

      Эсли это реально — то это просто крутой прорыв!

  • 5
    megajob megajob
    26.10.1704:06:18

       Попытка понять «че это было?» привила к «вскипанию мозга»    , ну и ладно. Главное что уясняется из статьи — это Круто, это Сделаноунас и это сделает практически невозможной контрабанду (не договорную) и ускорит досмотр грузов.     Что в свою очередь делает огромный шаг в зарекомендовании нас как Страны транзитера с минимальными задержками на границах.

    Молодцы — ФСЕ.    

  • 7
    Нет аватара Niko
    26.10.1707:28:38

    В настоящее время российские таможенники используют инспекционно досмотровые комплексы (далее ИДК) иностранного производства.

    Справедливости ради следует добавить, что если речь идет о радиационной безопасности, то тут используются российские системы «Янтарь». Во всем остальном да, американская Smiths Heimann без вариантов

  • 10
    Нет аватара reader_dv
    26.10.1715:29:02

    Фантастика говоришь…   

    В 1989 году пришлось мне участвовать у установке. наладке и эксплуатации АСУТП горнотранспортных работ. Очень похоже на картинке с грузовиком.

    В начале смены все белазы, выходя из гаража в сторону карьера проходили весовую и регистрировались в системе. Не просто регистрировались. а показывали ЭВМ сколько весит каждая машина в начале смены.Чтобы определить, что это за машина, ее номер был закодирован этаким заборчиком в виде стального штрихкода примерно 80 на 120 см, установленным на капоте.

    Белазы летели с карьера(ибо сдельщина) и пролетали автоматическую весовую на скорости примерно 25 км/час. Как только машина проходила датчик штрихкода, строго расчетно, дабы избежать облучения водителя, ЭВМ включала шторку источника нейтронов, которые проходили сквозь кузов белаза вместе с рудой и регистрировались нейтронным датчиком. ЭВМ, получив и обработав данные, включала цифровое табло(из лампочек похожее на современный щит рекламы) где показывала водителю его бортовой номер, вес руды и самое главное маршрут — куда вести — на усреднительный склад, на фабрику, или в отвал, если черпанули пустой породы. На каждом конце маршрута(от 100 метров до 7-8 км) стояла рамка со считывателем штрихкода и сообщала по модему ЭВМ, что конкретный маршрут успешно завершен.

    Поскольку белазы вообще-то на маршруте были разные и 30 и 40 и 70-тонные, то таких систем было установлено 3(по вертикали) и для ЭВМ было не важно, что за машина прошла весовую — нет штрихкода — данные весовой сбрасываются. Определен штрихкод третьего самого верхнего уровня -определена конкретная машина 70-тонник.

    Программа много что умела, например, учитывать расход топлива по смене для каждой машины, и даже нейтрализовывать хитрость водителей белазов, пытающихся «запрыгнуть» на весы и выдать больше фактического веса, обрабатывая в реальном времени кривую показаний тензометрическох датчиков.   

    Все это работало в круглосуточном режиме. кроме нового года и взрывов в карьере, когда все останавливалось.

    Надо ли говорить, что ни одной импортной микросхемы в этом комплексе не было…   

    Прошло всего то ничего…почти 30 лет…   

    Отредактировано: reader_dv~15:50 26.10.17
  • 2
    Андрей Евсеенко Андрей Евсеенко
    26.10.1716:34:35

    Да уж!

    Вот это ДА!!!   

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,