Eesti teadlased said 7,5 miljonit eurot kosmilise tomograafi ehitamiseks ({{contentCtrl.commentsTotal}})

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Gscani liikmed ja müüontomograafi laboriprototüüp: (vasakult) Madis Kiisk, Hannes Plinte, Andi Hektor ja Märt Mägi. Autor/allikas: Airika Harrik

Praegu skaneeritakse kaupa sadamas ja kohvreid lennujaama turvaväravas röntgenkiirgusega. Masinate kasutamine vajab kiirgustegevusluba, selle operaatorid vajavad eraldi väljaõpet ja röntgenkiirguse kahjulikkuse tõttu ei saa tehnoloogiat kasutada inimeste skaneerimiseks. Nüüd valmib koostöös Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituudi teadlased iCV laborist teadlaste ja üheksa konsortsiumiga, sealhulgas iduettevõtte GScan ning eesti Maksu- ja Tolliamet, skaneerija, mis kasutab inimest niigi läbivat looduslikku kiirgust.

Valmis on uue skaneerija laboriprototüüp, kuid plaanis on ehitada ka täismõõdus prototüüp ja liikuda sealt edasi seadmete tootmise juurde. Teadlasrühma projekt SilentBorder sai arendustööks H2020 taotlusvoorus 7,5 miljonit eurot toetust.

"Meil on soov muuta reisimist ja üldse avalikus ruumis viibimist turvalisemaks," ütleb Gscan-i kaasasutaja Märt Mägi. Näiteks pääseb USA sisejulgeolekuministeeriumi  andmetel riigis turvakontrollist mööda pidevalt umbes 95 protsenti varjatud relvadest ja lõhkeainetest "Tegelik mõju on ainult viis protsenti ja ülejäänud on heidutus, aga meie tahaks selle vastupidi pöörata," sõnab Mägi.

TÜ ioniseeriva kiirguse füüsika kaasprofessori ja GScan-i kaasasutaja Madis Kiisa sõnul puudub praegu veel tehnoloogia, mis oleks piisavalt odav ja kiire suurte kaubakoguste läbiskaneerimiseks. Nii Euroopa Liidus kui ka rahvusvahelises kaubanduses laiemalt jõutakse läbi skaneerida vaid mõni protsent kaubast. "See on teine asi, mida me tahaksime muuta, et tekiks tehnoloogia, mis on piisavalt odav ja võimekas, et läbilaskevõime kasvaks," tõdeb Kiisk.

Mis jääb osakestele ette?

Madis Kiisa sõnul töötab prototüüp kosmilise kiirguse abil. Täpsemalt tuleb detektoril ära mõõta laetud osakeste ehk müüonite liikumissuund ruumis. Kiisa sõnul tasub masina töö mõistmiseks ette kujutada esmalt detektorit, mille vahel müüonid liiguvad vabalt, ja seejärel detektorit, mille vahele pannakse mingi uuritav keha, mis osakeste trajektoori murrab. "Mõõtes müüoneid enne ja pärast, saame selle põhjal hakata arvutama, mis objekt seal vahel oli. Mis oli see keha ja mis materjal, kui suur või väike ta oli," kirjeldab Kiisk.

"Kui osake tuli sealt ruumist sirgelt läbi, annab see vihje, et suure tõenäosusega osakese trajektoori ette ei jäänud midagi," täpsustab Märt Mägi.

"Kui mõõdame röntgenkiirtega, siis tegelikult mõõdame lihtsalt objekti tihedust," seletab Mägi veel, "aga kui me mõõdame laetud osakeste vooga nagu müüonid, siis me saame palju rohkem infot selle kohta, mis keemilistest elementidest materjal koosneb."

Uus looduslikul müüonkiirgusel põhinev tomograaf ei vaja ei luba ega ohutuskoolitust, kuna kasutab töötamiseks ära atmosfääris juba olemasolevat kosmilist kiirgust. Autor/allikas: Airika Harrik

Võrreldes praegu kasutatavate röntgenkiirgusel põhinevate skaneerijatega on looduslikul kiirgusel põhineval skaneerijal mitu eelist. Esiteks pole looduslikul kiirgusel põhinev masin erinevalt röntgenskaneerijast inimese ohtlik. 

"Selle seadmega on lihtne: inimene võib jalutada sellest kohvriga läbi ilma midagi seljast võtmata. Läheb läbi ja teda käigu pealt skaneeritakse," selgitab Gscan-i esimees Andi Hektor ja lisab, et tegu on siiski tulevikulahendusega. Samas teeb uus lahendus elu kergemaks piiripunktis, kus suurte veoautode skaneerimise ajaks peab juht praegu autost väljuma. "Nüüd kaob see vajadus ära. Kui skanner juba töötab, saab piirivalve samal ajal tegeleda autojuhiga," ütleb Hektor.

Teiseks vajavad röntgenkiirgust kasutavad tomograafid ehk objektist kujutist loovad seadmed kasutamiseks kiirgustegevusluba. Röntgenseadmeid kasutavad inimesed peavad aga läbima erikoolituse. Uus looduslikul müüonkiirgusel põhinev tomograaf ei vaja ei luba ega ohutuskoolitust, kuna kasutab töötamiseks ära atmosfääris juba olemasolevat kosmilist kiirgust. 

Hektori sõnul on mõõdetav kiirgus tekkinud kosmilise kiirguse ja atmosfääris toimuvate tuumareaktsioonide tulemusena. Tehislikult on sellist kiirgust tema sõnul keeruline teha. Märt Mägi täpsustab, et just kiirguse päritolu eristabki uut lähenemist röntgenist. "See voog on looduslik, me ise ei loo mingisugust voogu," ütleb ta. "Põhimõtteliselt skannitava inimese jaoks ei ole vahet, kas ta on skanneris või väljaspool seda. Looduslik foon on täpselt ühesugune."

Müüonkiirgusel põhineva tomograafi kolmas eelis on, et see läbistab röntgenkiirgusest tõhusamalt kümneid meetreid materjale, sealhulgas paksu metalli ja vedelikke. 

Lisaks vähendab uus tomograaf operaatori inimliku eksimuse võimalust. "Kuhu me tahame jõuda, on see, et skannersüsteem teeb ise otsused ära, tuvastab materjalid, leiab automaatselt lõhkeained ja relvad üles," selgitab Mägi.

Andi Hektori sõnul leiab uus tehnoloogia tulevikus rakendust ilmselt ka teistes valdkondades. Lisaks turvarakendusele saab seda kasutada hoonete ja suurte tööstusseadmete läbivalgustamisel, ent ka meditsiinis.

Nüüd hakkab müüonkiirguse tomograafi ideest saama reaalsus. Laboriprototüüp on valmis ning ametliku rahastusteate sai nüüd ka vastav suur H2020 projekt. Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituudi teadlased iCV laborist ja iduettevõtte GScan koostööprojekti eesmärk on valmis ehitada autode ja merekonteinerite skaneerimiseks tollile ning turvakontrollile sobiv looduslikul kiirgusel põhinev tomograaf.

Maksu- ja Tolliameti tolliosakonna välispiiri valdkonnajuhi Ants Kutti sõnul on projekt ja selle õnnestumine ametile väga oluline. "Tegemist on viimase kümnendi maailma kõige innovaatilisema arendusprojektiga tollikontrolli tehnika valdkonnas, mis võimaldab tulevikus vähema aja- ja ressursikuluga oluliselt tõhustada tollikontrolli võimekust piiripunktides ja katta muid vajadusi järelevalve ja turvalisuse tagamisel," ütleb ta.

Kutti täpsustab, et Maksu- ja Tolliamet teeb teadlaste ja GScaniga koostööd ning sõlmitud on koostööleping. "See tähendab, et toll panustab seadme arendusse sisendi andmisega ning oleme huvitatud prototüüpide testimisest," selgitab ta. "Lisaks on projekti kaasatud ka Soome ja Türgi tolliasutused, mis näitab, kui oluline on antud tehnoloogia tollivaldkonna arengule."

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: