Применение метода мюонографии в геологии и геофизике: возможности и перспективы
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика
Статья в выпуске: 3 т.11, 2026 года.
Бесплатный доступ
Метод мюонографии представляет собой инновационный метод получения информации о внутреннем состоянии массивных природных и промышленных объектов с помощью частиц космического излучения – высокоэнергичных атмосферных мюонов. Метод изучает особенности прохождения этих частиц сквозь протяжённые объекты, расположенные на поверхности земли и под ней, что позволяет обнаруживать скрытые аномалии плотности и осуществлять их мониторинг. Мюонография может применяться для решения широкого класса прикладных задач – от поиска полезных ископаемых до оценки возможных природных и техногенных рисков для гражданской инфраструктуры. В основе метода лежит анализ характеристик потоков мюонов после их прохождения через объект исследования. Наличие внутри объекта скрытых областей повышенной или пониженной плотности изменяет количество прошедших через него мюонов. Зондирующие мюоны регистрируются с помощью детекторов, установленных ниже и/или сбоку исследуемой зоны. Сравнение зарегистрированных мюонных потоков с ожидаемыми позволяет не только сделать заключение о наличии скрытой области повышенной или пониженной плотности, но также определить её местоположение и оценить размеры. Мюонография является перспективным инструментом решения геологических и геофизических задач, причём не только в качестве дополнения к традиционным подходам, но и как самостоятельный экспериментальный метод поиска залежей полезных ископаемых, прогнозирования и анализа последствий сейсмических и вулканических процессов, оценки деформаций в зонах тектонических разрывных нарушений в оползневых зонах, карстовых массивах и др. Авторы статьи обладают более чем десятилетним опытом проведения мюонографических экспериментов с использованием ядерно-эмульсионных детекторов, регистрирующих атмосферные мюоны. В результате были созданы уникальные разработки, касающиеся постановки эксперимента, обработки и анализа данных, полученных с помощью фотографической ядерной эмульсии. В статье обсуждаются перспективы и особенности мюонографической методики в приложении к геологическим и геофизическим исследованиям.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316764
IDS: 140316764 | УДК: 53.06 | DOI: 10.17073/2500-0632-2026-02-1113
Application of muonography method in geology and geophysics: opportunities and prospects
The muonography method is an innovative method for obtaining information about the internal condition of massive natural features and industrial facilities using cosmic radiation particles, namely high-energy atmospheric muons. The method studies the features of the passage of these particles through extended objects located on the earth’s surface and below it that allows for the detection of hidden density anomalies and their monitoring. Muonography can be used to solve a wide range of applied problems, from searching for mineral resources to assessing possible natural and man-made risks for civil infrastructure. The method is based on the analysis of the characteristics of muon fluxes after they pass through a target (the subject of research: a natural feature, or industrial facility, etc.). The presence of hidden areas of increased or decreased density inside a target changes the number of muons that have passed through it. Probing muons are recorded using detectors installed below and/or to the side of the area under study. Comparing the recorded muon fluxes with the expected ones allows not only to conclude about the presence of a hidden area of increased or decreased density, but also to determine its location and estimate its dimensions. Muonography is a promising tool for solving geological and geophysical problems, not only as a supplement to traditional approaches, but also as an independent experimental method for searching for mineral deposits, forecasting and analyzing the consequences of seismic and volcanic processes, assessing deformations in fault zones in landslide areas, karst massifs, etc. The authors of the paper have more than ten years of experience in conducting muonographic experiments using nuclear emulsion detectors that record atmospheric muons. As a result, unique developments were performed regarding the experimental setup, processing, and analysis of data obtained using photographic nuclear emulsion. The paper discusses the prospects and features of the muonographic technique as applied to geological and geophysical research.
