Informatici vyvinuli přístroj měřící ionizující záření neobvyklou rychlostí

Jaké částice, kolik a s jakou energií vydává zdroj ionizujícího záření, umí zjistit přístroj, na jehož vytvoření se podíleli odborníci z Fakulty informatiky MU spolu s kolegy z Univerzity obrany a společnosti VF. Firma nyní uzavřela s Masarykovou univerzitou licenční smlouvu a již vyrobila první tři spektrometry pro výzkumné účely.

Podobné analogové i digitální přístroje zaznamenávající jaderné částice existovaly již dříve, výhodou nového zařízení je ale rychlost měření a fakt, že umí rozpoznat dva i více typů částic a určit také jejich energii.

„Náš spektrometr dokáže odlišit například fotony záření gama a neutrony, určit jejich energetické spektrum a výsledky zobrazit do několika minut. Dříve se na ně čekalo třeba den,“ podotkl Václav Přenosilkatedry informačních technologií, který se na vývoji zařízení podílel.

Vyvinutá technologie se může uplatnit na pracovištích a v laboratořích pracujících s ionizujícím zářením, v oblasti monitorování prostředí s výskytem ionizujícího záření, například v jaderné energetice, ale využití by mohla najít i v oblasti nukleární medicíny, v experimentech částicové či kosmické fyziky, v bezpečnostních technologiích a v ochraně životního prostředí.

Základem přístroje je vhodná pevná látka, kapalina, krystal nebo plyn, které reagují na interakci daného typu záření tak, že generují světelný záblesk, který se posléze zesílí pomocí fotonásobiče. Impulzy se pro jednotlivé typy částic liší nepatrně svou délkou, což je dáno zejména typem částice. A právě tyto rozdíly mohou odborníci díky nejnovějším technologiím rychle analyzovat.

„Za sekundu zvládne přístroj nasnímat až půl milionu impulzů, z nich však musí vyřadit ty, které nemají standardní tvar. Záblesky se pak analyzují přímo v přístroji. Nejde o nic jednoduchého, stojí za tím složitý matematický problém, na jehož řešení jsme se podíleli,“ uvedl Přenosil.

Odborníci z fakulty informatiky také sestavili hardware přístroje, do kterého je přímo zabudovaný algoritmus na rozeznávání částic. „Využili jsme moderní a co nejvýkonnější elektronické součástky, které nám umožňují snímat impulzy s vysokou frekvencí. A také jsme ještě museli najít algoritmus, který dokáže vyřadit ty nepoužitelné,“ přiblížil know-how informatiků Přenosil.

Díky tomu se výzkumníkům podařilo sestavit přenosný přístroj s minimální spotřebou, který může fungovat i v terénu mimo elektrické napájení, například na akumulátor.

První tři prototypy
Firma VF, která se na vývoji podílela, už vyrobila a dodala tři prototypy pro výzkumné ústavy a vývojové laboratoře. „V současné době upravujeme přístroj tak, aby byl vhodný pro opakovanou výrobu,“ uvedl výkonný ředitel společnosti Petr Borek.

Vývoj trval zhruba pět let. Odborníci na něj získali podporu od Technologické agentury ČR ve výši 27,5 milionu korun, z toho téměř 12 milionů činila dotace pro Masarykovu univerzitu. Další podporu zprostředkovalo vědcům Centrum pro transfer technologií MU (CTT). V rámci takzvaného proof of concept tak získali i peníze na kalibraci přístroje.

„Díky tomu jsme mohli zařízení otestovat na několika místech, například v ústavu jaderné fyziky a v Centru výzkumu v Řeži nebo v Protono-
vém centru,“ dodal Přenosil.

Masarykova univerzita obdržela peníze nejen za jednorázový odkup licence, ale finance dostává i z dalších licenčních poplatků z úspěšného prodeje. Podobně je tomu i u dalších vynálezů, které se povede komercializovat. „Na univerzitě se ročně uzavírají desítky licenčních smluv, což je ve srovnání s jinými školami našeho typu v Česku nadprůměr,“ uvedla ředitelka CTT Eva Janouškovcová.

Masarykova univerzita | Masaryk university