工程师受到自然的启发，开发了一种新的扫描技术，可以检测石油和天然气管道中的腐蚀性金属。通过模仿蝙蝠如何使用不同波长的超声波来检测物体，寻找并避开掠食者，工程师开发了一种新系统，该系统结合了两种不同类型的辐射，快速中子和伽马射线，以检测腐蚀-管道泄漏的主要原因。
由于数千公里的管道用于在世界范围内远距离传输石油和天然气，因此泄漏是一个重大问题，每年要花费数百万美元。它可能会导致事故和人员伤亡，以及严重的环境破坏。
通常，石油管道中的腐蚀是通过超声波或电磁技术测量的。但是，这些方法不适用于地下管道或覆盖有混凝土或塑料绝缘层的管道。
该新系统是由兰开斯特大学，国家物理实验室的工程师和名为Hybrid Instruments Co.，Ltd。的工程师开发的，并且使用称为反向散射的反射信号，即“隔离的快速中子和伽马辐射组合”。
因为中子和伽马射线具有有用的互补性质，所以中子主要与低密度材料（例如塑料）相互作用。另外，快中子具有很高的穿透能力，适合于检测较厚的物质。
伽玛射线主要与金属相互作用，并不总是穿透具有高密度的非常厚的材料。这两类辐射产生不同的电子信号，这意味着研究人员可以使用一种新型的检测设备，称为“混合场分析仪”。
同时保留有关两种辐射的数据。该设备先前是由兰开斯特大学和混合仪器有限公司开发的。
该系统产生一个铅笔状的探测辐射束，该光束由中子和伽马射线组成，指向被检查的钢部件。研究团队在实验室中对不同厚度的碳钢样品进行了实时成像技术测试。
研究人员可以看到钢的厚度差异，并且当绝缘层用混凝土或塑料复制时，传感器也可以工作。这表明钢中的缺陷以及腐蚀和生锈可能会导致反向散射发生变化。
这些结果表明，如果在真实的管道上使用，在油气泄漏之前，可以更轻松地发现和解决潜在的问题。该项目的博士研究员兰卡斯特大学的毛罗·利卡塔（Mauro Licata）说：中子和伽马射线的组合光束平行于一组探测器弹跳，从而对钢的内部结构产生了全面而快速的响应。
说。该系统的工作原理有点像蝙蝠发出的超声波。
这些超声波是不同超声波波长的叠加，并且会反射到蝙蝠的耳朵中。除了强调结合多种反射传感技术来检测腐蚀和其他问题的好处外，该研究还表明，从自然界演化而来的仿制系统中汲取灵感并具有巨大的潜力。
兰开斯特大学和Hybrid Instruments Co.，Ltd.的Malcolm Joyce教授说：实时隔离钢表面的反向散射中子和伽马射线就像从蝙蝠的大脑中隔离反向散射的超声波一样。为了避免与自己的超声方法混淆，它可以帮助我们更快，更有效地隔离管壁上的缺陷。
国家物理实验室的尼尔·罗伯茨（Neil Roberts）说：这是NPL世界领先的中子设施被用来创新科学并产生积极影响的一个很好的例子。其目的是通过将检测器系统从外部指向管道的一部分来进一步开发和使用该检测器系统以检测故障。
但是，研究人员说，在中子探测器领域还需要更多的研究来使系统更快。原标题：受蝙蝠启发，一种新的扫描技术已经开发出来，可以检测地下管道中的泄漏！文章来源：[微信公众号：中国科学院半导体研究所]欢迎关注！请指出转载文章的来源。