Polski akcelerator na polskiej granicy UE

Na kolejowym przejściu granicznym Kuźnica Białostocka–Grodno działa z pełną funkcjonalnością urządzenie rentgenowskie do prześwietlania wagonów kolejowych. Zostało ono zbudowane z wykorzystaniem rozwiązań wypracowanych w Narodowym Centrum Badań Jądrowych. Sercem systemu o nazwie Canis jest akcelerator elektronów o przełączanej energii 6 i 9 MeV wyprodukowany przez Zakład Aparatury Jądrowej NCBJ. W jego konstrukcji wykorzystano oryginalne rozwiązania opatentowane przez naukowców ze Świerka.

Canis służy do w pełni zautomatyzowanego skanowania pociągów przejeżdżających przez zewnętrzną granicę Unii Europejskiej. Dzięki technologii naprzemiennego emitowania promieniowania rentgenowskiego niskiej i wysokiej energii, skaner ma zdolność rozróżniania materiałów o różnej liczbie atomowej umożliwiając identyfikację materiałów organicznych i nieorganicznych. Pozwoli to celnikom na szybkie wykrywanie nielegalnych towarów, materiałów wybuchowych, narkotyków, broni palnej itp. Będzie też możliwe wykrywanie skrytek i dodatkowych elementów konstrukcyjnych wszystkich typów i rodzajów wagonów towarowych i kontenerów.

Promieniowanie rentgenowskie jest wytwarzane w momencie, gdy rozpędzone elektrony uderzają w ustawioną na ich drodze przeszkodę – na przykład płytkę wolframową - i w niej wyhamowują, oddając swoją energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego. „Kwanty promieniowania rentgenowskiego wykorzystywane przez nasz system niosą energie kilkadziesiąt razy większe niż energie kwantów promieniowania rentgenowskiego wykorzystywane w typowych aparatach do prześwietleń medycznych” – wyjaśnia profesor Sławomir Wronka, współtwórca systemu Canis. „Promieniowanie to jest znacznie bardziej przenikliwe, dzięki czemu można prześwietlić konstrukcje wagonów i umieszczone w nich towary.”

W systemach radiograficznych i kontroli CARGO, do rozpędzania elektronów używa się akceleratorów. „Struktury przyspieszające takich akceleratorów mają zwykle ok. 1 metra długości i przyspieszają elektrony do energii od kilku do kilkunastu megaelektronowoltów” – wyjaśnia Edyta Dymowska, dyrektor Zakładu Aparatury Jądrowej HITEC w NCBJ (ZdAJ). „Ich produkcja to skomplikowany proces wymagający precyzji i dokładności do setnych części milimetra przy obróbce detali wnęk rezonansowych, a następnie przy ich łączeniu w procesie lutowania. Z tego powodu na świecie jest tylko kilku producentów tego typu urządzeń, a my jesteśmy jednym z nich.”

Identyfikacja przewożonych materiałów odbywa się w systemie Canis na podobnej zasadzie jak w lotniskowych skanerach bagażu. Wykorzystuje się wiązki skanujące o dwóch różnych energiach, które w różny sposób są rozpraszane lub pochłaniane przez prześwietlane materiały o różnych gęstościach. „W systemach akceleratorowych dużą trudność stanowi uzyskanie wiązek o dwóch różnych energiach prześwietlających ten sam obszar niemal w tym samym czasie” – mówi profesor Wronka. „Canis wykorzystuje opatentowane przez NCBJ rozwiązanie konstrukcyjne, które pozwala na zmianę energii skanującej wiązki z częstotliwością wielokrotnie w ciągu sekundy. Pozwala to na płynny przejazd wagonów przez obszar skanowania zgodnie z wymaganiami stawianymi przez celników.”

Canis, powstaje w efekcie współpracy naukowców i konstruktorów z NCBJ ze spółkami PID Polska i MultiControl. Spółka MultiControl była dostawcą systemu zainstalowanego w Kuźnicy Białostockiej na zamówienie wojewody podlaskiego. „Urządzenie z sukcesem konkuruje z podobnymi urządzeniami nielicznych innych producentów na świecie” – przekonuje Barbara Ostrowska, przedstawiciel spółki MultiControl. „Polski system jest niezwykle bezpieczny. Został wyposażony w podzespoły wraz z dedykowanym oprogramowaniem, pozwalające na w pełni automatyczną selekcję wagonów nadających się do skanowania. Aparatura została tak skonfigurowana, aby skanowanie wagonów pasażerskich oraz lokomotyw było całkowicie niemożliwe.” Urządzenie nie stwarza żadnego zagrożenia dla otoczenia i dla osób obsługujących. Spełnia ono wszystkie wymagania z zakresu ochrony radiologicznej obowiązujące w Polsce i w Europie. Osiąga przy tym parametry pracy spełniające najwyższe wymagania w zakresie maksymalnej głębokości penetracji, szczegółowości i jakości obrazu. Dzięki niemu inspektorzy będą w stanie zidentyfikować fragmenty ładunku i konstrukcji wagonów o wielkości zaledwie kilku milimetrów.

Urządzenia przeznaczone do ochrony granic, kontroli ładunków i bezpieczeństwa to jedna ze specjalności naukowców ze Świerka. W instytucie zbudowano m.in. system Sowa, który pozwala na szybkie skanowanie samochodów osobowych z dokładnością do ułamka milimetra praktycznie w dowolnym miejscu sieci drogowej, a także przy wjazdach na obszary o podwyższonym reżimie bezpieczeństwa. Naukowcy z NCBJ brali też udział w europejskim projekcie C-BORD opracowania kompleksowych metod szybkiej, nieinwazyjnej inspekcji kontenerów w portach i na lądowych przejściach granicznych. Zakład Aparatury Jądrowej NCBJ jest także producentem akceleratorów radiograficznych i podzespołów do wielkich akceleratorów badawczych, a w Świerku powstaje obecnie centrum badawcze, mające rozwijać metody radiografii przemysłowej i innych nieinwazyjnych metod analizy obiektów, konstrukcji i ładunków.