06 de Janeiro, 2015 - 11:30 ( Brasília )

Tecnologia

Visão de nêutrons: indo além do raio X para obter imagem avançada no campo

Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA)

Visando a expandir a capacidade dos Estados Unidos de detectar e identificar materiais que não são facilmente vistos por tecnologias de imagem convencionais, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) divulgou um anúncio solicitando a apresentação de propostas para desenvolver a próxima geração de ferramentas portáteis de imagem, que combinem os benefícios complementares do raio X e da radiografia de nêutrons.

A imagem de raio X mostrou-se extremamente valiosa em uma série de aplicações militares e comerciais, desde reconhecer pequenas fissuras nas asas dos aviões, fazer diagnósticos médicos, até verificação das bagagens de passageiros para manter a segurança nos voos civis. No entanto, tão útil quanto na verificação, o raio X é limitado no que ele detecta.

Por exemplo, enquanto a radiografia de raio X pode destacar muito bem elementos químicos mais pesados (tais como brilhantes restaurações prateadas em um raio-X dentário), ela não é muito boa para revelar elementos mais leves, como o hidrogênio. É por isso que as máquinas de radiografia de raio X são geralmente "cegas" para água ou outros líquidos.

Em contrapartida, a radiografia de nêutrons, que utiliza nêutrons para captar a imagem de objetos, é muito boa na visualização de elementos mais leves e líquidos, identificando, em alguns casos, até mesmo a formação de uma substância atômica. Infelizmente, as fontes de nêutrons não são quase tão portáteis e práticas como as máquinas de raio X, normalmente se estendendo a dezenas de metros de comprimento e exigindo fontes potentes de energia para gerar os nêutrons.

O novo programa de Fontes Intensas e Compactas de Nêutrons (Intense and Compact Neutron Sources, ICONS) da DARPA visa a desenvolver uma unidade portátil capaz de gerar nêutrons e raios X. Um dispositivo como este poderia aproveitar as forças complementares das duas fontes de imagem e permitir radiografias muito mais detalhadas em campo.

"Estamos em busca de projetos inovadores e métodos de construção para reduzir um acelerador de nêutrons de 10 metros ou mais para 1 metro ou menos, semelhante ao tamanho de tubos portáteis de raios X hoje", disse Vincent Tang, gerente de programa da DARPA. "Criar uma fonte direcional e de alto rendimento de nêutrons em um pacote muito compacto é um desafio significativo", acrescentou Tang. "No entanto, um programa ICONS bem-sucedido poderia fornecer uma ferramenta de imagem com significativas aplicações de segurança nacional, capaz de fornecer imagens internas de objetos muito detalhadas e precisas em qualquer ambiente."

Por exemplo, disse Tang, o ICONS poderia permitir a avaliação não destrutiva de equipamentos militares com maior fidelidade do que raios X, revelando penetração de água e corrosão nas asas dos aviões e soldas em navios. A imagem de nêutrons também poderia ajudar a detectar explosivos e contrabando, identificando o produto químico e nuclear de um objeto ou seu conteúdo. E ela poderia auxiliar em investigações forenses e atribuição, diferenciando fontes de munição por meio de imagem dos níveis de preenchimento do agente propulsor.

O programa ICONS busca experiência em acelerador e ciência de plasma, engenharia de alta tensão, possibilitar materiais multifuncionais, otimização de projeto integrado e potência pulsada.