Детектор мюонов может помочь Великобритании сократить выбросы углерода

Специализированный детектор, которому предстоит сыграть ключевую роль в сокращении углеродных выбросов Великобритании, разрабатывается в рамках совместного проекта с участием физиков из Университета Шеффилда. Группа физики элементарных частиц университета создаёт детекторы, использующие космические мюоны — естественное излучение, позволяющее «видеть» сквозь километры породы, — для улучшения мониторинга процесса подземного хранения углерода.

Технология улавливания и хранения углерода (CCS) — это возможное решение для предотвращения выбросов CO₂ в атмосферу. Она предполагает захват CO₂ (в основном от электростанций), его сжатие до жидкого состояния и закачку на глубину 1,5–3,5 км под морское дно в истощённые нефтегазовые месторождения или водоносные горизонты. Это может сократить выбросы от электростанций на ископаемом топливе до 90%. Однако ключевой проблемой является возможность измерять заполненность подземных хранилищ и понимать, куда мигрирует CO₂ после закачки.

Поскольку текущий метод мониторинга — 4D сейсмическое сканирование (4SS) — является эпизодическим и дорогим, группа из Шеффилда совместно с коллегами из университетов Дарема и Бата, подземной лаборатории Боулби (STFC) и Калифорнийского технологического института (США) разрабатывает детекторы для развёртывания глубоко под землёй. Они будут создавать изображение того, сколько CO₂ хранится в подземных резервуарах. Профессор Ли Томпсон, ведущий разработку, отметил: «Детекторы должны быть достаточно малы, чтобы помещаться в существующие скважины диаметром всего 20 см вокруг хранилищ, и выдерживать повышенные температуры, которые в скважинах обычно превышают 40°C».

В настоящее время проект тестирует предложенный метод: детекторы установлены в каверне шахты Боулби для регистрации мюонов, проходящих через Северное море и километр породы. Колебания уровня приливной воды меняют количество вещества на пути мюонов, и эти вариации фиксируются системой. После успешного эксперимента по доказательству концепции проект переходит к разработке системы-зонда для использования в скважинах нефтяных месторождений и других геологических хранилищ CO₂, с целью создания рабочего прототипа к 2015 году.