Участники коллаборации TANGRA в партнерстве с компанией «Диамант» (г. Дубна) продолжают разработку методических основ применения метода меченых нейтронов (ММН) для анализа содержания углерода и других элементов в почве. В рамках полевого сезона в 2025 году планируется проведение совместных экспериментов с профильными партнерами, работающими в области почвоведения, сельского и лесного хозяйства, а также в сфере экологии и климатических проектов. Важным отличием предстоящей экспедиционной кампании станет использование компактной беспилотной транспортной платформы, приобретенной для этих целей ОИЯИ.

Плодородие почв, сохранение и восстановление почвенных экосистем являются ключевыми факторами устойчивого производства продуктов питания в мире. Почвы также являются крупнейшим резервуаром углерода в наземных экосистемах, контроль его емкости играет важную роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации к ним. Определение элементного состава почв оказывается в фокусе самых разных задач в этих областях.

Потребность в увеличении охвата мониторинга содержания углерода и других элементов в почве одновременно с повышением точности мониторинга формирует запрос на развитие инструментальной базы, обеспечивающей сокращение объема пробоподготовки, создание полевых/мобильных версий приборов/лабораторий, автоматизацию анализа, возможность в одном измерении определять сразу несколько характеристик.

Метод меченых нейтронов в принципе может быть использован для элементного анализа любых веществ. При этом углерод является одним из наиболее «удобных» элементов для анализа с помощью ММН, поскольку гамма-спектр углерода состоит всего из одной линии – с энергией 4,44 МэВ, – и такой энергии достаточно, чтобы проникнуть сквозь большую толщину анализируемого объема.

Радиоуправляемый ровер будет транспортировать модуль, в котором находится нейтронный генератор, создающий пучок быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ, и гамма-детекторы, воспринимающие характеристическое излучение основных элементов почвы. Важно отметить, что измерения будут производиться во время движения ровера по полю. Содержание различных элементов в почве определяется на глубину до 30 см без отбора образцов и пробоподготовки.