โดยเลียนแบบวิธีที่ค้างคาวใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันในการตรวจจับวัตถุ ล่า และหลีกเลี่ยงผู้ล่า วิศวกรได้พัฒนาระบบใหม่ที่รวมรังสีสองประเภทแยกจากกัน ได้แก่ นิวตรอนเร็วและรังสีแกมมาเพื่อตรวจจับการกัดกร่อน ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการรั่วของท่อ .

ด้วยท่อส่งน้ำมันและก๊าซหลายพันกิโลเมตรที่ใช้ขนส่งน้ำมันและก๊าซในระยะทางไกลทั่วโลก การรั่วไหลเป็นปัญหาสำคัญที่มีค่าใช้จ่ายหลายล้านต่อปี และมีโอกาสก่อให้เกิดอุบัติเหตุและการบาดเจ็บ รวมถึงความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ

โดยปกติ การกัดกร่อนในท่อส่งน้ำมันวัดด้วยเทคนิคอัลตราโซนิกหรือแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ใช้ไม่ได้กับท่อใต้ดิน หรือท่อที่หุ้มด้วยชั้นฉนวนของคอนกรีตหรือพลาสติก

ระบบใหม่ที่พัฒนาโดยวิศวกรจากมหาวิทยาลัยแลงคาสเตอร์ National Physical Laboratory และบริษัทเทคโนโลยี Hybrid Instruments Ltd ใช้ประโยชน์จากสัญญาณสะท้อนที่รู้จักกันในชื่อ "backscatter" ของการรวมกันของรังสีนิวตรอนเร็วและรังสีแกมมาที่แยกได้

นิวตรอนและรังสีแกมมามีคุณสมบัติเสริมที่เป็นประโยชน์ นิวตรอนทำปฏิกิริยากับวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำเป็นหลัก เช่น พลาสติก นอกจากนี้ นิวตรอนเร็วมีกำลังการแทรกซึมสูง ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการตรวจวัดวัสดุที่มีความหนา รังสีแกมมามีปฏิกิริยากับโลหะเป็นส่วนใหญ่ และไม่สามารถทะลุผ่านวัสดุที่มีความหนามากและมีความหนาแน่นสูงได้เสมอไป

รังสีทั้งสองชนิดสร้างสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่านักวิจัยสามารถเก็บข้อมูลรังสีทั้งสองประเภทพร้อมกันได้โดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับแบบใหม่ที่เรียกว่า "เครื่องวิเคราะห์สนามผสม" ซึ่งพัฒนาโดย Lancaster University และ Hybrid Instruments Ltd. ก่อนหน้านี้

ระบบสร้างลำแสงที่คล้ายดินสอของรังสีโพรบ ของนิวตรอนและแกมมา ซึ่งพุ่งไปที่ส่วนเหล็กที่กำลังตรวจสอบ

ทีมทดสอบเทคนิคการถ่ายภาพทั้งสองแบบเรียลไทม์ในห้องปฏิบัติการกับตัวอย่างเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความหนาต่างกัน

นักวิจัยสามารถเห็นความแตกต่างของความหนาของเหล็กได้ เซ็นเซอร์ยังทำงานเมื่อมีการจำลองชั้นฉนวนด้วยคอนกรีตหรือพลาสติก ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ที่ข้อบกพร่องในเหล็ก เช่นเดียวกับการกัดกร่อนและการเกิดสนิมจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน backscatter

ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าหากใช้กับท่อจริง ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นสามารถตรวจพบและแก้ไขได้ง่ายขึ้นก่อนที่น้ำมันและก๊าซจะหลบหนีได้

Mauro Licata นักวิจัยระดับปริญญาเอกในโครงการจากมหาวิทยาลัยแลงคาสเตอร์กล่าวว่า "ลำแสงนิวตรอนและรังสีแกมมารวมกันในแนวขนานที่สะท้อนกลับไปยังอาร์เรย์ของเครื่องตรวจจับทำให้เกิดโครงสร้างภายในของเหล็กที่ครอบคลุมและรวดเร็ว

"ระบบนี้ทำงานคล้ายกับเสียงร้องของค้างคาว เจี๊ยบเหล่านี้เป็นการทับซ้อนของความยาวคลื่นอัลตราซาวนด์ที่แตกต่างกัน ซึ่งจะสะท้อนกลับไปที่หูของค้างคาว ตลอดจนเน้นถึงประโยชน์ของการผสมผสานเทคนิคการตรวจจับการสะท้อนหลายแบบเพื่อตรวจหาปัญหาต่างๆ เช่น การกัดกร่อน งานของเรายังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญที่สามารถเกิดขึ้นได้จากการได้รับแรงบันดาลใจจากและเลียนแบบระบบที่มีวิวัฒนาการในโลกธรรมชาติ"

"การแยกนิวตรอนและรังสีแกมมาที่สะท้อนกลับจากพื้นผิวเหล็กในแบบเรียลไทม์ คล้ายกับวิธีที่สมองของค้างคาวแยกอัลตราซาวนด์ที่กระเจิงกลับออก เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับเสียงร้องของพวกมันเอง สามารถช่วยเราแยกข้อบกพร่องในผนังท่อได้เร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ศาสตราจารย์ Malcolm Joyce จาก Lancaster University และ Hybrid Instruments Ltd. กล่าว "นี่เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งอำนวยความสะดวกนิวตรอนชั้นนำของโลกของ NPL ที่ใช้สำหรับวิทยาศาสตร์เชิงนวัตกรรมที่มีผลกระทบเชิงบวก" Neil Roberts จาก National Physical Laboratory กล่าว

จุดประสงค์คือระบบตรวจจับจะได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมและใช้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องโดยชี้ไปที่ส่วนของไปป์ไลน์จากภายนอก อย่างไรก็ตาม ผู้วิจัยกล่าวว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมในด้านเครื่องตรวจจับนิวตรอนเพื่อทำให้ระบบเร็วขึ้น

นักวิจัยแนะนำว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในการใช้งานอื่น ๆ เช่นการตรวจสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างเช่นสะพานบาคาร่า สมัครบาคาร่า