探测隧道病害的新方法？—英国启用μ子成像技术检查隧道

小编语 From the editor

小编语

From the editor

对于一些开展隧道建设较早的国家，设施老化是一个严重的问题。如何高效准确的检测老旧隧道，成为了一个重要的课题。但无论是传统的人工检测，还是探底雷达之类的非接触技术，都存在各种局限。 为解决这一问题，英国苏格兰地区的巴尔格雷隧道，实验性地使用了最新的前沿技术——μ子成像，本期，小编就带大家一起了解！

μ子成像技术

muon imaging technology

μ子成像技术是一种与X光扫描类似的技术，但由于来自外层空间的μ子比X射线、γ射线、超声波等具有更深的穿透性，所以μ子扫描可以对更厚的材料进行成像。 μ子成像技术最著名的应用案例是对埃及金字塔内部进行成像，以及在福岛核电站事故后定位反应堆堆芯，目前的常规应用主要是对火山岩浆室成像，以预测火山喷发。

μ子成像技术

什么是μ子

当来自太阳和其他天体产生的高能粒子进入地球大气层时，它们会与氧气和氮气分子发生碰撞，从而引发其他粒子的级联反应。这些粒子大多停留在大气中，但其中μ 子粒子会到达地面。μ子对人体无任何副作用，每天都有数百万个μ子穿过我们的身体。

虽然μ子相关技术已有几十年的历史，但其成像技术在近几年有显著发展，最重要的是其成像设备实现了小型化，使得在隧道检测中使用这项技术成为了可能。

利用μ子对山体内部进行成像

技术应用

technology application

巴尔格雷隧道建于 1896 年，是现在已被废弃的拉纳克郡到邓巴顿郡铁路的一部分。隧道自1964 年以来一直关闭，需要定期进行安全检查。在漫长的岁月中，管理方使用过激光测量，影像识别，探地雷达、钻孔和目视检查等等手段，试图获得关于隧道的完整情况，为未来的拆除或重建做准备。

隧道内情况

今年11月，管理方于科技公司Geoptic合作，开始尝试使用μ子成像技术来彻底了解隧道衬砌后的所有缺陷和空隙。由于μ子独特的性质，所以这项技术完全不存在探测深度的问题，而大幅小型化的设备使得其在隧道内应用成为了可能。

小型化后可以搭载在小型车辆上

技术缺陷

一些技术人员认为该项技术应用于隧道病害检测还有一些缺陷：

■ 小型化技术尚不成熟

μ子成像设备小型化本身尚未完全脱离实验阶段，对于小型化设备的成像准确度等问题还尚待观察。

■ 探测方向有局限

由于μ子成像的原理，所以探测设备必须位于探测目标的下方，这意味着如果只是将探测设备置于隧道内，将有一半以上的隧道结构无法被探测到。

结语

Epilogue

小编认为，这项技术目前并不具备广泛使用的条件，但这项技术可能是未来发展的一个方向。随着技术的进一步发展，终有一天，我们会拥有高效且准确的隧道病害探测方法。