Учёные Университета МИСИС представили систему, которая позволит проверять состояние промышленных установок нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) без остановки производства. В её основе мюонография — неинвазивный метод определения внутренней структуры объектов, регистрирующий степень поглощения естественного потока мюонов детекторами.
Мюоны — элементарные частицы, рождающиеся в верхних слоях атмосферы Земли во взаимодействии с космическими лучами. Они способны проходить сквозь значительную толщу вещества. Плотность материала влияет на то, какая доля мюонов проходит через объект: чем плотнее участок, тем сильнее он ослабляет поток частиц. Регистрируя мюоны, можно получать информацию о внутреннем строении различных объектов. Именно этот принцип учёные НИТУ МИСИС предлагают использовать для диагностики ректификационных колонн — крупных промышленных установок, в которых нефть разделяют на отдельные фракции. В отличие от традиционного гамма-сканирования ректификационных колонн, мюонография не требует радиоактивных источников и остановки производственного процесса.
«Для мюонографического обследования оборудования мы устанавливаем снаружи колонн автономные детекторы, состоящие из пластин ядерной фотоэмульсии. В течение времени экспозиции детекторы регистрируют мюоны, проходящие через оборудование. Затем пластины проявляем и сканируем, а полученную информацию обрабатываем с помощью специализированного программного обеспечения. По распределению зарегистрированных частиц можно восстановить внутреннюю структуру объекта и дать заключение о состоянии внутренних контактных устройств колонны», — сказала д.ф.-м.н. Наталья Полухина, ведущий эксперт Центра инфраструктурного взаимодействия и партнёрства MegaScience НИТУ МИСИС.
Учёные разработали конструкцию детекторов, методику проведения измерений и программные средства для обработки полученных данных. На следующем этапе коллектив планирует создать готовое решение для регулярного контроля промышленного оборудования и запустить на его основе диагностический сервис для нефтеперерабатывающих предприятий. Он будет включать проведение измерений, обработку данных и подготовку результатов. Для взаимодействия с заказчиками также разрабатывается клиентское программное обеспечение, с помощью которого можно будет оформлять заявки, сопровождать работы и хранить историю проведённых измерений.
«Эмульсионные детекторы не требуют электропитания или искусственного источника излучения, а все компоненты детекторной системы — отечественного производства. После накопления необходимого объёма данных и их обработки заказчик получает результаты обследования и диагностическое заключение. Технология мюонографии позволяет выявлять в ректификационных колоннах признаки застойных зон и механических дефектов. Эта информация может использоваться техническими службами предприятия для оценки состояния оборудования и определения необходимости ремонтных работ», — отметила руководитель проекта, начальник управления науки НИТУ МИСИС Юлия Красильникова.
Авторская технология основана на многолетних исследованиях специалистов НИТУ МИСИС и Физического института имени П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН. Ранее учёные применяли мюонографию для изучения объектов культурного наследия, поиска особенностей внутренней структуры крупных промышленных объектов и решения задач нефтегазовой геологии. В 2025 году группа МИСИС и ФИАН совместно со специалистами «Татнефти» провела оконтуривание участка залежи битуминозного песчаника в Татарстане. Полученный опыт стал основой для дальнейшего развития метода применительно к промышленному оборудованию. Применение технологии на действующем Московском НПЗ стало одной из первых работ группы на промышленных объектах. Разработку представили на очном этапе программы развития проектов технологического лидерства «От идеи к продукту».
