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AmeliaEarhart之谜如何为微塑料研究提供信息

铝板变暗、腐蚀并覆盖着一层在太平洋周围翻滚的划痕,可能几十年,然后在尼库马罗罗小环礁上被冲走。平行的铆钉线刺穿面板,类似于1937年LockheedElectraAmeliaEarhart在她不幸的环球旅行中飞行时点缀的铆钉线,但它们并不完全匹配。面板可能是改装件——更换后窗的补丁——但只有85年前的照片可以比较,除了参考测量之外,很难研究该理论。

但这并非不可能,尤其是对于中子射线照相术。非破坏性成像技术可以超越年龄和损坏的外表来窥探最微小的线索。它还可以仅检测出污染物的迹象,包括普遍存在的污染物。

宾夕法尼亚州立大学辐射科学与工程中心(RSEC)的工程项目经理丹尼尔·贝克(DanielBeck)在观看了2019年的2019年会议后,首先与理查德·“里克”·吉莱斯皮(Richard"Ric"Gillespie)取得了联系,后者于1991年成立了该小组,并领导国际历史飞机修复小组(TIGHAR)国家地理纪录片《远征阿米莉亚》。Beck认为,在宾夕法尼亚州立大学Breazeale反应堆的帮助下,RSEC团队或许能够确定面板上是否隐藏了任何东西。

“我们认为它很合适——我们相当有信心能够看到磨损痕迹或油漆颗粒的残留物,”贝克说。“第一张图片真的很令人兴奋,但我们知道我们需要做得更好,以证实我们认为我们看到了什么。我们已经在升级中子成像设备,因此该面板提供了完美的样本来优化我们的中子射线照相能力”

中子射线照相涉及用中子照射样品(在本例中为面板)。中子穿过较重的粒子并与样品中较轻粒子的一些原子核相互作用。当中子从另一侧离开样品时,数字成像板捕捉对比,创建样品图像的丝网印刷,包括肉眼不可见的信息。

在去年升级了中子成像设备并改进了他们的技术后,研究人员完成了对面板的最终分析。他们观察到一些新东西。

RSEC主任兼核工程教授KenanÜnlü说:“我们发现了看起来像是印记或涂漆标记的东西,这些标记可能来自原始制造商。”“D24和335,或者可能是385。我们不知道它们是什么意思,但它们是来自该小组的第一个新信息,经过30多年来各种专家使用不同科学技术的检验。”

吉莱斯皮现在正在咨询法医分析师,以破译这六个字符及其可能代表的含义。如果他们能够最终确定标记的含义,例如生产编号,则可以确认该面板来自埃尔哈特的飞机。它还可以明确排除这种可能性。

“我的使命——TIGHAR的使命——是利用科学帮助解开航空谜团,”吉莱斯皮说。“这些信息是提供更多证据还是反驳该面板属于埃尔哈特的飞机,我很乐意知道。”

根据Ünlü的说法,铝板的故事还没有结束,RSEC中子成像设备当然也没有。

“我们用这个旧面板作为样本改进了设施,现在我们正在将该技术应用于一个更现代的挑战:微塑料在环境中的分布,”Ünlü说。

根据国家环境卫生中心和有毒物质与疾病登记署的说法,微塑料——塑料制品分解后残留的颗粒——在地球上无处不在,被归类为“新兴污染物”。Ünlü说,尽管它们很普遍,但人们对它们的传播方式和影响知之甚少。

AlibekKenges是宾夕法尼亚州立大学核工程博士生,是RSEC团队的一员,目前正在领导努力将微塑料可视化,并将中子射线照相术和断层扫描术作为他的论文项目。

“微塑料无处不在,存在于沙子、土壤、水中等等——我们正试图弄清楚它们是如何到达那里的,”肯格斯说。“首先,我们检查了一勺沙子,使样品尽可能靠近原位。中子成像技术非常有效:生成的图像根本没有显示沙子,而是显示了微塑料,从一毫米到几毫米不等毫米大小,像圣诞灯一样亮起来。”

受到该测试成功的鼓舞,肯格斯现在正在研究用于从水样中筛选微塑料的不同类型的过滤材料。他发现中子成像方法有可能用于检测滤水器中的微塑料,但该技术需要改进以解决与成像系统部件相关的不确定性。

“现在,我们正在进行对照实验,我们已经知道微塑料的含量和类型,以确定我们系统的检测限度并微调方法,”肯格斯说。

中子射线照相术还可以帮助识别样本中的微塑料。鲜红色的斑点是微塑料,红色圆盘是过滤器。图片来源:KenanÜnlü/宾夕法尼亚州立大学

Unlü最近于8月底在奥地利维也纳举行的国际原子能机构第二届国际辐射科学与技术应用会议上展示了微塑料的初步结果。

“我们希望环境样本中微塑料的可视化将有助于为解决这一全球性问题的方法提供信息,”Ünlü说。

贝克说,这些应用影响深远。

“我们首先揭示了一个将近一个世纪之久的谜团的潜在线索,这促使我们优化了RSEC的成像设施,”贝克说。“现在我们正在学习有关将影响子孙后代的事物的新信息。”

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