μ子探测器的突破性进展：在核燃料监测中的应用

来自 实验室仪器网

ORNL建造了一种移动μ子探测器，旨在改善乏核燃料监测并应对量子计算的关键挑战。

μ子与中子类似，是亚原子粒子，几乎以光速行进，可以深入物质。它们使科学家能够在不破坏样品的情况下理解原子尺度。然而，μ子只存在几微秒。这种存在的低语使科学家们很难利用它们进行材料分析。

然而，新的探测器已经找到了一种利用微秒物质的方法，在维护核材料安全和问责制方面迈出了重要一步。该委员会还支持开发先进的核反应堆，以协助解决废物管理问题。此外，它还可用于开发算法和策略，以处理量子比特中宇宙辐射产生的错误，量子比特是量子计算中的基本信息单位。

μ子探测器基于散裂中子源中子探测器技术，采用波长移位纤维，可以帮助科学家更好地理解受保护的特种核材料和乏核燃料等大规模、致密材料。

该探测器由实验室的中子科学与聚变以及裂变能量与科学局历时两年多开发。预计将实现广泛的应用，包括核燃料研究。今年，μ子探测器将搬到ORNL校园的新大楼进行实际测量。

这种新型探测器能够同时记录μ子能量和散射角，这使其有别于以前的μ子断层扫描设备，后者通常依赖于单个读数。此方法提供了样品的附加视图，例如装有损坏或危险材料的罐。

同样，探测器的特性将帮助科学家了解宇宙辐射如何与量子比特相互作用。由于其固有的脆弱性，量子比特会迅速失去其量子态。如果不克服这一限制，在实验室环境之外扩大和实施可用的量子计算机仍然具有挑战性。

通过捕获μ子如何在不同材料中散射和沉积能量，探测器将提供数据，为更强大的量子硬件的设计提供信息，并改进纠错算法，这是扩展量子技术的两大障碍。

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