Vědci vyvinuli měřič radiace, který by mohl v budoucnu zachránit životy – nápad jim vnukl Tetris.

By
Flo
-
0
72

Čtvercové pixely jako detektor radiace? Ne, tento vynález nepochází z DLC Fallout Tetris, ale od chytrých hlav z MIT

Většina lidí jistě zná klasickou hru Tetris a její charakteristické pixelové cihličky. Nyní hra inspirovala i vědu. PomocíTetrisových tvarůaKInyní mohou lokalizovat gama záření v menším měřítku.

Proto je toto téma důležité: Při práci s radioaktivním materiálem, například při monitorování jaderných elektráren, potřebujeme měřicí přístroje, které nás lidi chrání. V případě havárií, jako je ta ve Fukušimě, musí rychle a přesně lokalizovat zdroje nebezpečí. Problém:

  • Stávající přesné detektory jsou velmi velké (stacionární) a drahé.
  • Malé detektory, jako jsou Geigerovy čítače, jsou často nepřesné a často přivádějí záchranné služby příliš blízko k radiaci

Toto je novinka: Vědci vytvořilivýpočetní základpro vývoj velmi jednoduchých, zjednodušených verzí soustav senzorů záření, které mohou přesně určit směr distribuovaného zdroje záření.

Podrobněji:Ostudii vědců informoval MIT (Massachusettský technologický institut) v tiskové zprávě. Výzkumníci vyvinuli detektor záření, který má překonat stávající zařízení:

  • Měl by být mobilnější, aniž by ztratil na přesnosti.
  • Cíl: Levný a malý systém pro radiační mapování.
  • Inspirace: Jako zdroj svého nápadu uvedli vědci z MIT známé čtvercové tvary pixelů z Tetrisu.

Stojí za vidění:Ti z vás, kteří Tetris neznají, se mohou podívat na tento příspěvek na Twitteru. V lednu 2024 překonal třináctiletý chlapec světový rekord a nejvyšší dosaženou úroveň, 157:

Tetris jako zachránce v nouzi

Proč zrovna Tetris? Tady je trochu pozadí. Pro detekci záření detektory vždy vyžadují polovodičové materiály, jako je telurid kadmia a zinku.

Jak to funguje: Záření proniká materiálem a zařízení ho dokáže detekovat – ale směr je stále nejistý. Aby bylo možné co nejpřesněji zjistit, odkud záření přichází, potřebuje zařízení detekční mřížku složenou z několika takzvanýchpixelů (tj. jednotlivých detektorů):

  • Pro stávající zařízení:100 pixelů v uspořádání 10 x 10.
  • Algoritmus rozpoznává záření přicházející různou rychlostí na různé pixely.
  • Po výpočtu lze interpretovat směr

Nevýhody:Typická pole detektorů jsou velká (10 x 10) a podle sdělení MIT drahá.

Zajímavý objev:Vědci zjistili, že detektory s4 pixely(tj. 2×2) vetvaru Tetrominopostačují k tomu, aby se vyrovnaly přesnosti velkých a drahých zařízení.

Tetromino: Jedná se o klasické dílky Tetrisu, z nichž každý se skládá ze4 čtverců stejné velikostia přiléhajících k sobě po stranách.

Výsledek: Výzkumníci zjistili, že ze všech tvarů (například čtvercových, ve tvaru S, J nebo T) dokázalS-tvarnejlépe určit směr zdroje paprsků s přesností na 1 stupeň. Jeden z autorů, profesor MIT Mingda Li, ve svém sdělení uvádí:

Tento přístup byl doslova inspirován hrou Tetris.

Stojí za zhlédnutí:Apple TV natočila příběh o Tetrisu. Zde se můžete podívat na trailer o pozadí vzniku této kultovní hry:

Geniální díky umělé inteligenci:Klíč k tomuto zeštíhlenému uspořádání pixelů spočívá vpočítačové rekonstrukciúhlu dopadu paprsků. Ten pomáhá co nejpřesněji určit umělá inteligence (AI).

Nestačily by staré detektory?

?

Na rozdíl od stávajících detektorů nabízí tvar Tetrisuněkolik výhod:

  • Menší detektor znamená nižší náklady na vývoj.
  • Méně prvků detektoru z teluridu kadmia a zinku = nižší jednotkové náklady.
  • Menší velikost znamená mobilnější použití – což má velký význam v případě katastrofy.
  • NEW: Místo jednoho zdroje záření může zařízení detekovat několik zdrojů současně

Mapování radiace je pro jaderný průmysl nesmírně důležité, protože může pomoci rychle lokalizovat zdroje radiace a zajistit bezpečnost všech

Zdroj: Spoluautor studie Benoit Forget, profesor jaderného inženýrství na MIT

Další využití:Zdá se, že zařízení dokáže nejen přesně detekovat radioaktivní záření. Spoluautor Lin-Wen Hu, vedoucí vědecký pracovník laboratoře jaderných reaktorů MIT, v článku MIT píše:

Nejsou omezeny na určité vlnové délky, ale lze je použít i pro neutrony nebo dokonce pro jiné formy světla, například ultrafialové světlo.

Výhled do budoucna:Provozní test provedený MIT již byl úspěšně dokončen. Vědci ve své studii předpokládají, že jejich mobilní zařízení bude brzy využito v oblasti detekce radiace.

Nick Mann, vědec z oddělení obranných systémů v Idaho National Laboratory, říká:

Tato práce má zásadní význam pro americké první reakce a stále rostoucí hrozbu radiační havárie nebo nehody.

Kdo by si pomyslel, že náš současný výzkum bude inspirován klasickou hrou z 90. let a pravděpodobně učiní náš současný svět o něco bezpečnějším – díky malým čtvercovým pixelům ve tvaru Tetrisu.