Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли совместно с компанией Ideon Technologies получила финансирование от Министерства энергетики США на разработку новой технологии для геологоразведки. Проект рассчитан на три года и призван ускорить поиск и освоение месторождений критически важного сырья, необходимого для энергетики и промышленности.

В основе технологии лежит мюонная томография – метод сканирования недр с помощью мюонов, элементарных частиц с высокой проникающей способностью. Сейчас Ideon Technologies уже использует для картирования рудных тел «пассивные» мюоны, которые образуются в атмосфере под действием космических лучей. Однако этот метод имеет ограничения: поток таких частиц слаб, и для получения изображения требуется от нескольких дней до нескольких месяцев. Кроме того, детекторы могут получать сигнал только сверху.

Новый проект предполагает создание мобильной установки с «активным» источником – направленным пучком мюонов высокой интенсивности. Это позволит сократить время сканирования до нескольких часов и получать трёхмерные изображения геологических структур с высокой точностью. Сердцем установки станет компактный лазерно-плазменный ускоритель, разработанный в лаборатории Беркли. Такие ускорители способны разгонять электроны до высоких энергий на сверхкоротких дистанциях, после чего пучок электронов, попадая в мишень, генерирует мюоны.

На первом этапе проекта учёные планируют создать двухступенчатую систему, которая сможет ускорять частицы до энергии свыше 12 гигаэлектронвольт (ГэВ). Этого достаточно для «просвечивания» породы на глубину до нескольких десятков метров. В дальнейшем технологию планируют масштабировать для создания систем мощностью до 100 ГэВ, способных проникать на глубину свыше 100 метров.

Разработчики отмечают, что новая технология поможет США укрепить сырьевую безопасность и снизить зависимость от импорта. Помимо горной добычи, её можно будет применять в гражданском строительстве для обнаружения подземных пустот и в сфере промышленной безопасности. Задачи в проекте распределены: лаборатория Беркли отвечает за создание ускорителя и диагностику мюонного пучка, а Ideon Technologies предоставляет детекторы и программное обеспечение для обработки данных и построения 3D-моделей.