16

ÂWIAT NAUKI LUTY 2004

pano

rama

Oszacowanie iloÊci oleju

pozostajàcego w zbiornikach

Prestige’a by∏o mo˝liwe dzi´ki

sondzie neutron-gamma.

To stosowane w górnictwie

naftowym urzàdzenie zawiera

substancj´ promieniotwórczà

emitujàcà neutrony. Gdy zostanà

one poch∏oni´te przez atomy

wodoru, nast´puje emisja

promieniowania gamma – ró˝nej

d∏ugoÊci dla wody i ciek∏ych

w´glowodorów. W ten sposób

oceniono, ˝e w zbiornikach

tankowca znajduje si´ oko∏o

13 100 t oleju w cz´Êci dziobowej

i oko∏o 700 t w rufowej.

WI¢CEJ FAKTÓW

SZUKANIE OLEJU

W

∏adowniach

tankowca Prestige, któ-

ry zatonà∏ w listopadzie 2002 roku
u wybrze˝y Hiszpanii i do dziÊ spo-

czywa na g∏´bokoÊci 3800 m, wcià˝ znajdu-
je si´ oko∏o 14 tys. z przewo˝onych 77 tys.
ton oleju opa∏owego. Wyciek, który pojawi∏
si´ tu˝ po p´kni´ciu kad∏uba, wyrzàdzi∏ na
wybrze˝u Hiszpanii i ∏owiskach szkody si´-
gajàce miliarda dolarów. W∏adze obawiajà
si´, ˝e pozosta∏y olej mo˝e wcià˝ wyciekaç i
okresowo zanieczyszczaç wybrze˝e. Podj´-
ta w paêdzierniku 2003 roku próba wypom-
powania oleju z tankowca zrodzi∏a nadziej´,
˝e byç mo˝e uda si´ ca∏kowicie usunàç ten
niebezpieczny ∏adunek. Prób´ t´ poprzedzi-
∏y wielomiesi´czne przygotowania, prowa-

dzone przez hiszpaƒskà firm´ Repsol YPF,
która zaprosi∏a do wspó∏pracy ekspertów z
ró˝nych ga∏´zi przemys∏u, zajmujàcych si´
eksploracjà dna morskiego. Ramon Hernan,
dyrektor techniczny zespo∏u firmy Repsol,
przyznaje, ˝e „nigdy jeszcze nie uda∏o si´
wypompowaç ropy z wraku spoczywajàcego
na g∏´bokoÊci wi´kszej ni˝ 150 m” oraz ˝e
„˝aden robot nie sprawdzi∏ si´ na g∏´bokoÊci
prawie 4000 m”.

Wypompowanie oleju wymaga∏o specjal-

nie przystosowanego sprz´tu g∏´bokomor-
skiego i zdalnie sterowanych pojazdów. „Na
czterech tysiàcach metrów nie prowadzi si´
˝adnych dzia∏aƒ komercyjnych. Niewiele
firm decyduje si´ wys∏aç sprz´t na g∏´bokoÊç

Niczym dêwi´czàcy kamerton pràd elektrycz-
ny w Êcie˝ce oscyluje z cz´stotliwoÊcià re-
zonansowà.

W jaki sposób taki uk∏ad wykrywa foto-

ny? Elektrony w nadprzewodniku tworzà
luêno zwiàzane pary, zwane parami Coope-
ra. To w∏aÊnie one poruszajà si´ bez oporu,
a ich ∏atwoÊç przemieszczania si´ wp∏ywa
na cz´stotliwoÊç rezonansowà wytrawionej
Êcie˝ki. Gdy pada na nià foton, rozrywa nie-
które pary Coopera, w wyniku czego nad-
przewodnik staje si´ bardziej „powolny”.
Zmienia si´ cz´stotliwoÊç rezonansowa oraz
zmniejsza si∏a rezonansu. Energia fotonu,
która zale˝y od d∏ugoÊci fali, wyznacza licz-
b´ rozerwanych przez niego par, a wi´c rów-
nie˝ i zakres zmiany rezonansu. W procesie
detekcji fotonu konieczne jest jeszcze u˝y-
cie wzmacniaczy i innych elementów elektro-
nicznych. Grupa z JPL i Caltech testowa∏a
prototyp takiego detektora za pomocà foto-
nów promieniowania rentgenowskiego,
emitowanych przez radioaktywny izotop
˝elaza, lecz rozwiàzanie to mo˝na zaadap-
towaç do wszystkich d∏ugoÊci fal z zakresu
od submilimetrowych (mikrofale) do pro-
mieni gamma.

Detektor grupy z JPL i Caltech ma wielkà

przewag´ nad innymi tego typu urzàdzenia-
mi, które wymagajà zarówno du˝ej liczby
wyprowadzeƒ elektrycznych, jak i elektro-

nicznego przedwzmacniacza do pojedyncze-
go piksela. W nowym detektorze ka˝dy pik-
sel pracuje na niewiele ró˝niàcych si´ cz´sto-
tliwoÊciach rezonansowych, tak wi´c nawet
do du˝ej macierzy pikseli mo˝e wystarczyç
tylko jeden przedwzmacniacz i tylko jedno
wyprowadzenie elektryczne.

Detektory pojedynczych fotonów o du˝ej

czu∏oÊci majà szerokie zastosowania w obser-
wacjach astronomicznych, analizie rentge-
nowskiej materia∏ów, mikroskopii fluore-
scencyjnej pojedynczych czàsteczek oraz
telekomunikacji. Sà te˝ u˝ywane do wynaj-
dywania b∏´dów w obwodach scalonych
metodà detekcji promieniowania podczer-
wonego emitowanego przez tranzystory w
trakcie ich prze∏àczania.

Zanim naukowcy zacznà u˝ywaç detekto-

ra z JPL i Caltech do badaƒ, trzeba b´dzie
jeszcze rozwiàzaç kilka problemów. Przede
wszystkim poziom szumów jest wi´kszy, ni˝
przewidywano. Czu∏oÊç detektora „jest dosta-
tecznie wysoka w przypadku niektórych ob-
serwacji astronomicznych prowadzonych z
Ziemi – mówi Day z JPL – ale my chcemy
u˝ywaç nowego urzàdzenia w kosmosie. Dla-
tego konieczne jest polepszenie czu∏oÊci co
najmniej o rzàd wielkoÊci. Nowy detektor
b´dzie wi´c gotowy na wielkà inauguracj´
dopiero wtedy, gdy uda si´ zidentyfikowaç i
wyeliminowaç êród∏a szumu.

n

EK

OL

OGIA

Plan dla Prestige’a

SPRYTNA METODA WYDOBYCIA OLEJU Z WRAKU TANKOWCA. LUIS MIGUEL ARIZA

Bardzo czu∏ym detektorem

pojedynczych fotonów jest tak˝e

tranzystor na kraw´dzi.

Wykorzystuje si´ w nim

nadprzewodnik umieszczony

na kraw´dzi przejÊcia

nadprzewodzàcego, czyli

w temperaturze, w której opór

elektryczny spada do zera.

Nawet maleƒka ró˝nica

temperatur, spowodowana

absorpcjà pojedynczego fotonu,

jest przyczynà du˝ej zmiany oporu

elektrycznego detektora, który

mo˝na ju˝ zmierzyç zewn´trznymi

przyrzàdami pomiarowymi.

DETEKCJA

NA KRAW¢DZI

LUTY 2004

ÂWIAT NAUKI

17

pano

rama

REUTERS NEWSMEDIA, INC.

Corbis

poni˝ej 3000 m” – wyjaÊnia Massimo Fon-
tolan, dyrektor zarzàdzajàcy w∏oskiej firmy
SonSub, która zbudowa∏a jeden z robotów
u˝ytych podczas prób wydobycia niebez-
piecznego ∏adunku.

Robot podwodny firmy SonSub wykona∏

wi´kszoÊç pracy, m.in. za∏ata∏ szczeliny w
kad∏ubie Prestige’a. Jednak do niektórych
specjalnych prac, na przyk∏ad wywiercenia
w tankowcu otworu o Êrednicy 0.7 m i za-
∏o˝enia w nim podwójnego zaworu, niezb´d-
ny by∏ jeszcze inny sprz´t. Robot firmy Son-
Sub umieÊci∏ nad otworem plastikowà torb´
wysokoÊci oÊmiu pi´ter i o Êrednicy 2.5 m.
Gdy otwarto zawory, olej wyp∏ynà∏ z tankow-
ca prosto do torby – z powodu bardzo niskiej
temperatury i ciÊnienia 380 at mia∏ postaç
pó∏plastycznej masy.

Nie wiadomo, czy tà samà metodà uda si´

usunàç reszt´ ∏adunku. (Repsol nie zdradza
szczegó∏ów i nie zezwala in˝ynierom z in-
nych firm na udzielanie odpowiedzi). Olej
wyp∏ynà∏ z wraku dzi´ki sile wyporu. 100 t
oleju wp∏ywa∏o do torby przez 18 godzin.
Olej mo˝e byç jednak zbyt g´sty, aby tym
sposobem uda∏o si´ ca∏kowicie opró˝niç tan-
kowiec. Zespó∏ pod kierownictwem Críspu-
lo Gallegosa, in˝yniera chemii z Universi-

dad de Huelva w Hiszpanii, modelowa∏ za-
chowanie oleju pod ciÊnieniem 150 i 400 at.
Badacze stwierdzili, ˝e jego lepkoÊç zale˝y od
pr´dkoÊci przep∏ywu, a ta z pewnoÊcià spad-
nie, gdy zbiorniki Prestige’a b´dà bliskie
opró˝nienia. Wskutek spowolnienia prze-
p∏ywu olej zg´stnieje i z trudem b´dzie wy-
dostawa∏ si´ z tankowca. Mo˝na co prawda
wywierciç wi´cej otworów, lecz niezbyt du-
˝o i nie mogà byç zbyt szerokie.

Rozwa˝a si´ równie˝ pompowanie do

zbiorników wody morskiej w celu wypchni´-
cia oleju. Rozwiàzanie to jest jednak ryzy-
kowne – ponownie mo˝e bowiem p´knàç ka-
d∏ub. Niewykluczone, ˝e równie˝ plastikowà
torb´ trzeba b´dzie przeprojektowaç. Choç
wykonana jest z wielu warstw wytrzyma-
∏ego polimeru, gdy wciàgni´to jà na po-
wierzchni´, do basenu na pok∏adzie statku,
p´k∏a. Na szcz´Êcie zebrany olej nie wyciek∏
do morza. Mimo tych komplikacji Hernan
jest pewien, ˝e uda si´ wydobyç pozosta∏y
olej. „Najwa˝niejsze jest, ˝e 100 t oleju znaj-
dujàce si´ w zbiornikach Prestige’a w
momencie katastrofy – powiedzia∏ – tydzieƒ
póêniej znalaz∏o si´ w porcie El Ferrol w
Hiszpanii, gotowe do przetworzenia”. Mo˝e
reszt´ oleju uda si´ wydobyç wiosnà.

n

WSZYSTKO CZARNE.

Po p´kni´ciu tankowca Prestige
w listopadzie 2002 roku olej
opa∏owy pokry∏ pó∏nocno-
-zachodnie wybrze˝e Hiszpanii.
W zbiornikach wraku wcià˝
znajduje si´ prawie 14 tys. ton
czarnej cieczy. Hiszpaƒskie
w∏adze obawiajà si´, ˝e jeÊli
nie uda si´ wydobyç oleju,
mo˝e dojÊç do kolejnych
wycieków.

Wyk∏ady otwarte w Sali Lustrzanej Pa∏acu Staszica (ul. Nowy Âwiat 72)

Poniedzia∏ek, 15 marca 2004 roku, godz. 17:30:
prof. dr hab. Jolanta Skangiel-Kramska (Instytut Biologii DoÊwiadczalnej PAN) „Jak porozumiewajà si´ neurony?”

Âroda, 17 marca 2004 roku, godz. 17:30:
prof. dr hab. Ewa Pisula (Wydzia∏ Psychologii UW) „Jak wczeÊnie mo˝na wykryç autyzm?”

Czwartek, 18 marca 2004 roku, godz. 17:30:
prof. dr hab. Pawe∏ Grieb (Instytut Medycyny DoÊwiadczalnej i Klinicznej PAN) „Szanse na leczenie niedokrwiennego udaru mózgu”

Piàtek, 19 marca 2004 roku, godz. 17:30:
doc. dr hab. Krzysztof Turlejski (Instytut Biologii DoÊwiadczalnej PAN) „Generacja nowych neuronów w mózgu doros∏ych ssaków”

Wyk∏ad w Instytucie Biologii DoÊwiadczalnej im. M. Nenckiego PAN, ul. Pasteura 3
Wtorek, 16 marca 2004 roku, godz. 17:30:
dr. Daniel Wójcik (Instytut Biologii DoÊwiadczalnej PAN) „Czy mo˝na stworzyç model umys∏u?”

POLSKIE TOWARZYSTWO

oraz

STOWARZYSZENIE NA RZECZ

BADA¡ UK¸ADU NERWOWEGO

KRZEWIENIA WIEDZY O MÓZGU

zapraszajà na TYDZIE¡ MÓZGU 2004

Konkurs dla M∏odzie˝y:

„Zaburzenia mowy – problem nie tylko w Twojej rodzinie”

Prace zawierajàce obserwacje dotyczàce sytuacji dzieci, m∏odzie˝y lub doros∏ych wykazujàcych zaburzenia mowy prosz´ przesy∏aç do

dnia 15 czerwca 2004 r. na adres: Instytut Biologii DoÊwiadczalnej PAN, ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa, z dopiskiem PTBUN-Konkurs