การถ่ายภาพด้วยมิวออนหรือมิวโอกราฟีเป็นเทคนิคที่ใช้มิวออนรังสีคอสมิก เพื่อสร้างภาพสองมิติหรือสามมิติของปริมาตรโดยใช้ข้อมูลที่มีอยู่ในการกระเจิงแบบคูลอมบ์ของมิวออน เนื่องจากมิวออนสามารถทะลุทะลวงได้ลึกกว่ารังสีเอ็กซ์ มาก การถ่ายภาพด้วยมิวออนจึงสามารถใช้สร้างภาพผ่านวัสดุที่หนากว่าการถ่ายภาพด้วยรังสีเอ็กซ์ เช่นการสแกน CT ได้ ฟ ลักซ์ ของ มิวออนที่พื้นผิวโลกนั้นมากจนมิวออนตัวเดียวสามารถผ่านพื้นที่ขนาดเท่าฝ่ามือมนุษย์ได้ต่อวินาที^{[ 1 ]}

นับตั้งแต่การพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1950 การตรวจเอกซเรย์ด้วยมิวออนได้มีหลายรูปแบบ ซึ่งรูปแบบที่สำคัญที่สุดคือ การตรวจเอกซเรย์ด้วยการส่งผ่านมิวออนและการตรวจเอกซเรย์ด้วยการกระเจิงของมิวออน ตั้งแต่ปี 2010 เป็นต้นมา นักวิจัยยังได้สำรวจและพยายามใช้มิวออนที่สร้างขึ้นโดยเทียม—ที่สร้างขึ้นโดยเครื่องเร่งอนุภาคแบบดั้งเดิมหรือระบบเลเซอร์พลาสมา—สำหรับการตรวจเอกซเรย์ด้วยมิวออน^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

การถ่ายภาพด้วยมิวออน (Muography) ใช้มิวออนโดยการติดตามจำนวนมิวออนที่ผ่านเข้าไปในปริมาตรเป้าหมายเพื่อกำหนดความหนาแน่นของโครงสร้างภายในที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ การถ่ายภาพด้วยมิวออนมีหลักการคล้ายกับการถ่ายภาพรังสี (การสร้างภาพด้วยรังสีเอกซ์ ) แต่สามารถสำรวจวัตถุขนาดใหญ่กว่าได้มาก เนื่องจากมิวออนมีโอกาสน้อยที่จะเกิดปฏิกิริยา หยุด และสลายตัวในสสารที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าสสารที่มีความหนาแน่นสูง ดังนั้นมิวออนจำนวนมากจะเดินทางผ่านบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำของวัตถุเป้าหมายเมื่อเทียบกับบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงกว่า อุปกรณ์จะบันทึกวิถีการเคลื่อนที่ของแต่ละเหตุการณ์เพื่อสร้างมิวโอแกรม (muogram) ซึ่งแสดงเมทริกซ์ของจำนวนมิวออนที่ส่งผ่านหลังจากที่พวกมันผ่านวัตถุที่มีความหนาได้ถึงหลายกิโลเมตร โครงสร้างภายในของวัตถุที่สร้างภาพในแง่ของความหนาแน่นจะแสดงโดยการแปลงมิวโอแกรมเป็นภาพมิวโอกราฟิก (muographic images)

กำลังพัฒนาเครื่องสร้างภาพด้วยมิวออนโทโมกราฟีเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจจับวัสดุนิวเคลียร์ในยานพาหนะขนส่งทางถนนและตู้คอนเทนเนอร์บรรทุกสินค้าเพื่อวัตถุประสงค์ในการไม่แพร่กระจาย อาวุธนิวเคลียร์ ^{[ 6 ] [ 7 ]} การประยุกต์ใช้งานอีกอย่างหนึ่งคือการใช้มิวออนโทโมกราฟีเพื่อตรวจสอบสถานที่ใต้ดินที่มีศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอน^{[ 1 ]}

The term muon tomography is based on the word "tomography", a word produced by combining Ancient Greek tomos "cut" and graphe "drawing." The technique produces cross-sectional images (not projection images) of large-scaled objects that cannot be imaged with conventional radiography. Some authors hence see this modality as a subset of muography.

Muography was named by Hiroyuki K. M. Tanaka.^[8][9] There are two explanations for the origin of the word "muography": (A) a combination of the elementary particle muon and Greek γραφή (graphé) "drawing,"^[10] together suggesting the meaning "drawing with muons"; and (B) a shortened combination of "muon" and "radiography."^[11] Although these techniques are related, they differ in that radiography uses X-rays to image the inside of objects on the scale of meters, while muography uses muons to image the inside of objects on the scale of hectometers to kilometers.^[12]

Twenty years after Carl David Anderson and Seth Neddermeyer discovered that muons were generated from cosmic rays in 1936,^[13] Australian physicist E.P. George made the first known attempt to measure the areal density of the rock overburden of the Guthega-Munyang tunnel (part of the Snowy Mountains Hydro-Electric Scheme) with cosmic ray muons.^[14] He used a Geiger counter. Although he succeeded in measuring the areal density of rock overburden placed above the detector, and even successfully matched the result from core samples, due to the lack of directional sensitivity in the Geiger counter, imaging was impossible.

In a famous experiment in the 1960s, American physicist Luis Walter Alvarez used muon transmission imaging to search for hidden chambers in the Pyramid of Chephren in Giza, although none were found at the time;^[15] a later effort discovered^[16] a previously unknown void in the Great Pyramid. In all cases the information about the absorption of the muons was used as a measure of the thickness of the material crossed by the cosmic ray particles.

มิวโอแกรมแรกถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2513 โดยทีมงานที่นำโดย Luis Walter Alvarez ^{[ 17 ]}ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับในห้อง Belzoni ของพีระมิด Khafre เพื่อค้นหาห้องลับภายในโครงสร้าง เขาบันทึกจำนวนมิวออนหลังจากที่พวกมันผ่านพีระมิด ด้วยการคิดค้นเทคนิคการติดตามอนุภาคนี้ เขาได้คิดค้นวิธีการสร้างมิวโอแกรมโดยขึ้นอยู่กับมุมการมาถึงของมิวออน มิวโอแกรมที่สร้างขึ้นถูกนำมาเปรียบเทียบกับผลลัพธ์ของการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และเขาได้สรุปว่าไม่มีห้องลับในพีระมิด Chephren หลังจากที่อุปกรณ์ถูกนำไปวางไว้ในพีระมิดเป็นเวลาหลายเดือน

งานบุกเบิกของ Tanaka และ Niwa ได้สร้างฟิล์มมิวโอกราฟี ซึ่งใช้อิมัลชันนิวเคลียร์ ฟิล์มมิ วโอกราฟีทำให้พวกเขาสามารถได้ภาพภายในของภูเขาไฟที่ยังปะทุอยู่เป็นครั้งแรกในปี 2550 ^{[ 18 ]}ซึ่งเผยให้เห็นโครงสร้างของเส้นทางแมกมาของ ภูเขาไฟ อาซามะการถ่ายภาพอิมัลชันนิวเคลียร์ในทิศทางของภูเขาไฟ จากนั้นจึงวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่ ซึ่งสร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อวัตถุประสงค์ในการระบุร่องรอยของอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 19 ]}

ในปี พ.ศ. 2511 กลุ่มของ Alvarez ใช้ห้องประกายไฟที่มีการอ่านค่าแบบดิจิทัลสำหรับการทดลองพีระมิด ข้อมูลการติดตามจากอุปกรณ์ถูกบันทึกไว้บนเทปแม่เหล็กในห้อง Belzoni จากนั้นข้อมูลจะถูกวิเคราะห์โดย คอมพิวเตอร์ IBM 1130และต่อมาโดย คอมพิวเตอร์ CDC 6600ซึ่งตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัย Ein Shams และห้องปฏิบัติการรังสี Lawrence ตามลำดับ^{[ 17 ]} กล่าวอย่างเคร่งครัด นี่ไม่ใช่การวัดแบบเรียลไทม์

การถ่ายภาพมิวออนแบบเรียลไทม์จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์มิวออนเพื่อแปลงพลังงานจลน์ของมิวออนให้เป็นอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่ง เพื่อประมวลผลเหตุการณ์มิวออนเป็นข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ แทนที่จะเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีบนฟิล์ม ข้อมูลการติดตามทางอิเล็กทรอนิกส์สามารถประมวลผลได้เกือบจะในทันทีด้วยหน่วยประมวลผลคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสม ในทางตรงกันข้าม ข้อมูลการถ่ายภาพมิวออนด้วยฟิล์มจะต้องได้รับการพัฒนาเสียก่อนจึงจะสามารถสังเกตเห็นร่องรอยของมิวออนได้ การติดตามวิถีการเคลื่อนที่ของมิวออนแบบเรียลไทม์จะสร้างภาพมิวออนแบบเรียลไทม์ ซึ่งยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้จากการถ่ายภาพมิวออนด้วยฟิล์ม

เครื่องตรวจจับ MicroMegasมีความละเอียดในการกำหนดตำแหน่ง 0.3 มม. ซึ่งสูงกว่าอุปกรณ์ที่ใช้สารเรืองแสงถึงหนึ่งลำดับ (10 มม.) ^{[ 20 ] [ 21 ]}และด้วยเหตุนี้จึงสามารถสร้างความละเอียดเชิงมุมที่ดีขึ้นสำหรับมิวโอแกรมได้

มิวออนถูกนำมาใช้ในการสร้างภาพห้องแมกมาเพื่อทำนายการปะทุของภูเขาไฟ^{[ 22 ]} Kanetada Nagamine และคณะ^{[ 23 ]}ยังคงทำการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการทำนายการปะทุของภูเขาไฟผ่านการถ่ายภาพรังสีคอสมิกแบบลดทอน Minato ^{[ 24 ]}ใช้การนับรังสีคอสมิกเพื่อสร้างภาพรังสีประตูวัดขนาดใหญ่ Emil Frlež และคณะ^{[ 25 ]}รายงานการใช้วิธีการโทโมกราฟีเพื่อติดตามการผ่านของมิวออนรังสีคอสมิกผ่าน ผลึก ซีเซียมไอโอไดด์เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมคุณภาพ การศึกษาทั้งหมดเหล่านี้มีพื้นฐานมาจากการค้นหาบางส่วนของวัสดุที่สร้างภาพซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่าส่วนที่เหลือ ซึ่งบ่งชี้ถึงโพรง การสร้างภาพการส่งผ่านมิวออนเป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการได้มาซึ่งข้อมูลประเภทนี้

ในปี 2021 Giovanni Leone และกลุ่มของเขาเปิดเผยว่าความถี่ของการปะทุของภูเขาไฟมีความสัมพันธ์กับปริมาณของวัสดุภูเขาไฟที่เคลื่อนผ่านท่อใกล้พื้นผิวในภูเขาไฟที่ยังคงทำงานอยู่^{[ 26 ]}

โครงการ Mu-Ray ^{[ 27 ]}ได้ใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นมิวออนเพื่อสร้างภาพภูเขาไฟเวซูเวียสซึ่งมีชื่อเสียงจากการระเบิดในปี ค.ศ. 79ซึ่งทำลายชุมชนท้องถิ่นรวมถึงปอมเปอีและเฮอร์คิวเลเนียมโครงการ Mu-Ray ได้รับทุนสนับสนุนจากIstituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN, สถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งชาติของอิตาลี) และ Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (สถาบันธรณีฟิสิกส์และภูเขาไฟแห่งชาติของอิตาลี) ^{[ 28 ]}ภูเขาไฟลูกนี้ระเบิดครั้งสุดท้ายในปี ค.ศ. 1944 เป้าหมายของโครงการนี้คือการ "มองเห็น" ภายในภูเขาไฟ ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ในอิตาลี ฝรั่งเศส สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น^{[ 29 ]}เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้กับภูเขาไฟทั่วโลก เพื่อให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าภูเขาไฟจะระเบิดเมื่อใด^{[ 30 ]}

โครงการ ASTRI SST -2M ใช้มิวโอกราฟีเพื่อสร้างภาพภายในของเส้นทางแมกมาของภูเขาไฟเอตนา^{[ 31 ]}การปะทุครั้งใหญ่ครั้งสุดท้ายในปี 1669 ก่อให้เกิดความเสียหายเป็นวงกว้าง การตรวจสอบการ ไหล ของแมกมาด้วยมิวโอกราฟีอาจช่วยในการทำนายทิศทางที่ลาวาจากการปะทุในอนาคตอาจพุ่งออกมา

ตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2560 ถึงตุลาคม พ.ศ. 2562 ได้มีการดำเนินการถ่ายภาพมิวโอกราฟีตามลำดับเวลาของโครงสร้างภูเขาไฟเอตนาเพื่อศึกษาความแตกต่างของระดับความหนาแน่นซึ่งจะบ่งชี้ถึงกิจกรรมภูเขาไฟภายใน ผลการวิจัยบางส่วนมีดังนี้: การถ่ายภาพการก่อตัวของโพรงก่อนการยุบตัวของพื้นปล่องภูเขาไฟ การระบุรอยแตกใต้ดิน และการถ่ายภาพการก่อตัวของปล่องใหม่ในปี พ.ศ. 2562 ซึ่งเริ่มใช้งานและปะทุขึ้นในเวลาต่อมา^{[ 32 ]}

อุปกรณ์ดังกล่าวใช้อิมัลชันนิวเคลียร์เพื่อรวบรวมข้อมูลใกล้ ภูเขาไฟ สตรอมโบลิการปรับปรุงการสแกนอิมัลชันล่าสุดที่พัฒนาขึ้นในระหว่างโครงการ Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus ( การทดลอง OPERA ) นำไปสู่การสร้างมิวโอกราฟีด้วยฟิล์ม ซึ่งแตกต่างจากเครื่องติดตามอนุภาคมิวโอกราฟีอื่นๆอิมัลชันนิวเคลียร์สามารถบันทึกความละเอียดเชิงมุมสูงได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า เครื่องติดตามแบบใช้อิมัลชันได้รวบรวมข้อมูลที่สตรอมโบลิมาตั้งแต่เดือนธันวาคม 2011 ^{[ 33 ]}

ตลอดระยะเวลา 5 เดือนในปี 2019 ได้มีการทำการทดลองโดยใช้ การถ่ายภาพด้วยอิมัลชัน นิวเคลียร์ที่ภูเขาไฟสตรอมโบลิ ฟิล์มอิมัลชันถูกเตรียมในอิตาลีและวิเคราะห์ในอิตาลีและญี่ปุ่น ภาพเผยให้เห็นโซนที่มีความหนาแน่นต่ำที่ยอดภูเขาไฟ ซึ่งเชื่อว่ามีอิทธิพลต่อเสถียรภาพของเนิน "Sciara del Fuoco" (แหล่งที่มาของดินถล่มจำนวนมาก) ^{[ 34 ]}

ตั้งแต่ปี 2010 มีการสำรวจภาพมิวโอกราฟิกที่ภูเขาไฟที่ดับแล้วPuy de Dômeในประเทศฝรั่งเศส^{[ 35 ]} โดยใช้โครงสร้างอาคารปิดที่มีอยู่ซึ่งตั้งอยู่ใต้ด้านใต้และด้านตะวันออกของภูเขาไฟโดยตรงสำหรับการทดสอบอุปกรณ์และการทดลอง ภาพมิวโอกราฟิกเบื้องต้นได้เปิดเผยคุณลักษณะความหนาแน่นที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนที่ยอดเขาPuy de Dômeซึ่งได้รับการยืนยันด้วยการถ่ายภาพแบบกราวิเมตริก^{[ 36 ]}

กลุ่มวิจัยของฝรั่งเศสและอิตาลีได้ทำการวัดร่วมกันในปี 2013-2014 ซึ่งในระหว่างนั้นได้มีการทดสอบกลยุทธ์ต่างๆ เพื่อปรับปรุงการออกแบบเครื่องตรวจจับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการลดเสียงรบกวนพื้นหลัง^{[ 37 ]}

มิวโอกราฟีถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบระดับน้ำใต้ดินและความอิ่มตัวของหินฐานในพื้นที่ดินถล่มเพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์ฝนตกหนัก ผลการวัดถูกนำมาเปรียบเทียบกับการวัดระดับน้ำใต้ดินจากบ่อเจาะและความต้านทานของหิน^{[ 38 ]}

การประยุกต์ใช้เทคนิคมิวโอกราฟีในการศึกษาธารน้ำแข็งได้รับการสาธิตเป็นครั้งแรกจากการสำรวจส่วนบนของธารน้ำแข็งอาเลช ซึ่งตั้งอยู่ในเทือกเขาแอลป์ตอนกลางของยุโรป 

ในปี 2017 ความร่วมมือระหว่างญี่ปุ่นและสวิตเซอร์แลนด์ได้ดำเนินการทดลองถ่ายภาพด้วยเทคนิคมิวโอกราฟีขนาดใหญ่ขึ้น ณ ธารน้ำแข็งไอเกอร์เพื่อกำหนดรูปทรงของหินฐานใต้ธารน้ำแข็งที่กำลังเคลื่อนตัวในสภาพแวดล้อมเทือกเขาแอลป์สูงชันของ ภูมิภาค ยุงเฟราในสวิตเซอร์แลนด์ ฟิล์มอิมัลชันเคลือบสองด้านจำนวน 5-6 แผ่นถูกติดตั้งในกรอบที่มีแผ่นสแตนเลสเพื่อป้องกันการแผ่รังสี โดยจะติดตั้งใน 3 บริเวณของอุโมงค์รถไฟที่อยู่ใต้ธารน้ำแข็งเป้าหมาย การผลิตฟิล์มอิมัลชันดำเนินการในสวิตเซอร์แลนด์ และการวิเคราะห์ดำเนินการในญี่ปุ่น

การกัดเซาะหินฐานและขอบเขตระหว่างธารน้ำแข็งกับหินฐานสามารถสร้างภาพได้สำเร็จเป็นครั้งแรก วิธีการนี้ให้ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับกลไกการกัดเซาะหินฐานใต้ธารน้ำแข็ง^{[ 39 ] [ 40 ]}

TRIUMFและบริษัทที่แยกตัวออกมาคือ Ideon Technologies ได้พัฒนาเครื่องมิวโอกราฟที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการสำรวจแหล่งแร่ยูเรเนียมที่เป็นไปได้ด้วยหลุมเจาะมาตรฐานอุตสาหกรรม^{[ 41 ]}

การถ่ายภาพ ด้วยคลื่นเสียง (Muography) ถูกนำมาใช้ในการทำแผนที่ภายในโครงสร้างทางวิศวกรรมโยธาขนาดใหญ่ เช่น เขื่อน และบริเวณโดยรอบ เพื่อวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยและการป้องกันความเสี่ยง^{[ 42 ]}การถ่ายภาพด้วยคลื่นเสียงถูกนำมาใช้ในการระบุตำแหน่งของปล่องก่อสร้างที่ซ่อนอยู่เหนืออุโมงค์เก่าอัลเฟรตัน (สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2405) ในสหราชอาณาจักร^{[ 43 ]}

มิวโอกราฟีถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบสภาพของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เสียหายจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะและช่วยยืนยันสถานะการหลอมละลายเกือบสมบูรณ์^{[ 44 ]}

เทคนิคโทโมกราฟีมีประสิทธิภาพสำหรับการจำแนกลักษณะของกากกัมมันตรังสีแบบไม่รุกราน และสำหรับการบัญชีวัสดุนิวเคลียร์ของเชื้อเพลิงใช้แล้วภายในภาชนะจัดเก็บแบบแห้ง มิวออนคอสมิกสามารถปรับปรุงความแม่นยำของข้อมูลเกี่ยวกับกากกัมมันตรังสีและภาชนะจัดเก็บแบบแห้ง (DSC) การถ่ายภาพ DSC เกิน เป้าหมายการตรวจจับ ของ IAEAสำหรับการบัญชีวัสดุนิวเคลียร์ ในแคนาดา เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจะถูกเก็บไว้ในสระขนาดใหญ่ (ช่องเชื้อเพลิงหรือการจัดเก็บแบบเปียก) เป็นระยะเวลาประมาณ 10 ปี เพื่อให้เกิดการระบายความร้อนของกัมมันตรังสีอย่างเพียงพอ^{[ 45 ]}

ความท้าทายและปัญหาในการจำแนกลักษณะของกากกัมมันตรังสีได้รับการกล่าวถึงอย่างละเอียด โดยสรุปไว้ด้านล่าง: ^{[ 46 ]}

• ขยะประวัติศาสตร์ ขยะที่ไม่สามารถระบุแหล่งที่มาได้ก่อให้เกิดความท้าทายในการจำแนกประเภท สามารถแยกประเภทของขยะได้หลายประเภท เช่น ถังบรรจุของเหลว โรงงานผลิตที่ต้องได้รับการฆ่าเชื้อก่อนการเลิกใช้งาน สถานที่จัดเก็บขยะชั่วคราว เป็นต้น
• ของเสียบางรูปแบบอาจยากและ/หรือเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดและระบุลักษณะ (เช่น สารที่ปล่อยรังสีอัลฟา/เบตาที่ถูกห่อหุ้ม ของเสียที่มีการป้องกันอย่างหนาแน่น)
• การวัดโดยตรง เช่น การวิเคราะห์แบบทำลายตัวอย่าง ไม่สามารถทำได้ในหลายกรณี และจำเป็นต้องใช้เทคนิคการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง (NDA) ซึ่งมักจะไม่ได้ให้ผลการวิเคราะห์ที่แน่ชัด
• จำเป็นต้องมีการระบุลักษณะเฉพาะของของเสียที่มีความสม่ำเสมอ (เช่น ตะกอนในถัง ความไม่สม่ำเสมอในของเสียที่แข็งตัว เป็นต้น)
• สภาพของของเสียและบรรจุภัณฑ์ของเสีย: การรั่วไหลของภาชนะบรรจุ การกัดกร่อน ช่องว่าง ฯลฯ

การพิจารณาประเด็นทั้งหมดเหล่านี้อาจต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมาก เทคนิคการถ่ายภาพด้วยมิวออนโทโมกราฟี (Muon Tomography) สามารถช่วยในการประเมินลักษณะของกากกัมมันตรังสี การระบายความร้อนด้วยรังสี และสภาพของภาชนะบรรจุกากกัมมันตรังสีได้

ในช่วงฤดูร้อนปี 2011 ได้มีการถ่ายภาพแบบจำลองเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้ Muon Mini Tracker (MMT) ที่ Los Alamos ^{[ 47 ]} MMT ประกอบด้วยตัวติดตามมิวออนสองตัวที่ทำจากท่อดริฟต์แบบปิดผนึก ในการสาธิตนั้น ได้ทำการวัดมิวออนรังสีคอสมิกที่ผ่านโครงสร้างทางกายภาพของคอนกรีตและตะกั่วซึ่งเป็นวัสดุที่คล้ายกับเครื่องปฏิกรณ์ แบบจำลองประกอบด้วยบล็อกคอนกรีตสองชั้น และชุดประกอบตะกั่วอยู่ตรงกลาง โดยติดตั้งตัวติดตามตัวหนึ่งที่ความสูง 2.5 เมตร (8 ฟุต 2 นิ้ว) และติดตั้งตัวติดตามอีกตัวหนึ่งที่ระดับพื้นดินอีกด้านหนึ่ง ได้ทำการถ่ายภาพตะกั่วที่มีช่องว่างรูปกรวยคล้ายกับแกนหลอมเหลวของ เครื่องปฏิกรณ์ Three Mile Islandผ่านผนังคอนกรีต ใช้เวลาสามสัปดาห์ในการสะสมเหตุการณ์มิวออน 8 × 10 ⁴เหตุการณ์ การวิเคราะห์นั้นอิงตามจุดที่เข้าใกล้ที่สุด โดยที่คู่แทร็กถูกฉายไปยังระนาบกลางของเป้าหมาย และมุมการกระเจิงถูกพล็อตที่จุดตัด สามารถถ่ายภาพวัตถุทดสอบนี้ได้สำเร็จ แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่าที่คาดไว้มากเมื่อเทียบกับโครงการ Fukushima Muon Tracker (FMT) ที่เสนอไว้ ที่โรง ไฟฟ้าฟุกุชิมะไดอิจิ^

แผ่นดินไหวและสึนามิโทโฮคุเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2554 ทำให้เกิดวิกฤตการณ์นิวเคลียร์อย่างต่อเนื่องที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิ แม้ว่าเครื่องปฏิกรณ์จะมีเสถียรภาพแล้ว แต่การปิดระบบอย่างสมบูรณ์จะต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับขอบเขตและตำแหน่งของความเสียหายต่อเครื่องปฏิกรณ์ รัฐบาลญี่ปุ่นประกาศการปิดระบบแบบเย็นในเดือนธันวาคม 2554 และเริ่มขั้นตอนใหม่ของการทำความสะอาดและรื้อถอนนิวเคลียร์อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะวางแผนการรื้อถอนเครื่องปฏิกรณ์โดยปราศจากการประเมินที่สมจริงเกี่ยวกับขอบเขตของความเสียหายต่อแกนกลาง และความรู้เกี่ยวกับตำแหน่งของเชื้อเพลิงที่หลอมเหลว^{[ 48 ] [ 49 ]}เนื่องจากระดับรังสีภายในแกนกลางเครื่องปฏิกรณ์ยังคงสูงมาก จึงไม่สามารถประเมินความเสียหายด้วยตนเองได้ มีการเสนอให้ใช้ Fukushima Daiichi Tracker (FDT) เพื่อดูขอบเขตของความเสียหายจากระยะที่ปลอดภัย การวัดด้วย muon tomography เป็นเวลาหลายเดือนจะแสดงการกระจายตัวของแกนกลางเครื่องปฏิกรณ์ จากนั้นจึงสามารถวางแผนอุปกรณ์สำหรับการรื้อถอนเครื่องปฏิกรณ์ได้ จึงอาจช่วยลดระยะเวลาของโครงการลงได้หลายปี

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2557 บริษัท Decision Sciences International Corporation ได้ประกาศว่าได้รับสัญญาจากบริษัท Toshiba Corporation (Toshiba) เพื่อสนับสนุนการฟื้นฟูพื้นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิโดยใช้เครื่องตรวจจับการติดตามมิวออนของ Decision Science ^{[ 50 ]}นี่เป็นตัวอย่างในการตรวจสอบเครื่องปฏิกรณ์^{[ 51 ]}มีการใช้เพื่อระบุตำแหน่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิซึ่งได้รับความเสียหายจากแผ่นดินไหวขนาด 9.0 ริกเตอร์ ตามด้วย สึ นา มิ

สนธิสัญญาไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ (NPT) ที่ลงนามในปี 1968 เป็นก้าวสำคัญในการไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ ภายใต้สนธิสัญญา NPT ประเทศที่ไม่มีอาวุธนิวเคลียร์ถูกห้ามไม่ให้ครอบครอง ผลิต หรือได้มาซึ่งอาวุธนิวเคลียร์หรืออุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์อื่นๆ ประเทศผู้ลงนามทั้งหมด รวมถึงประเทศที่มีอาวุธนิวเคลียร์ ต่างมุ่งมั่นที่จะบรรลุเป้าหมายการปลดอาวุธนิวเคลียร์ โดย สิ้นเชิง

สนธิสัญญาห้ามการทดสอบนิวเคลียร์อย่างครอบคลุม (CTBT) ห้ามการระเบิดนิวเคลียร์ทุกชนิดในทุกสภาพแวดล้อม เครื่องมือต่างๆ เช่น มิวออนโทโมกราฟี สามารถช่วยหยุดการแพร่กระจายของวัสดุนิวเคลียร์ก่อนที่จะถูกนำไปสร้างเป็นอาวุธได้^{[ 52 ]}

สนธิสัญญาNew START ^{[ 53 ]}ที่ลงนามโดยสหรัฐอเมริกาและรัสเซียมีเป้าหมายเพื่อลดคลังอาวุธนิวเคลียร์ลงให้ได้มากถึงหนึ่งในสาม การตรวจสอบเกี่ยวข้องกับปัญหาที่ยากลำบากทั้งในด้านโลจิสติกส์และเทคนิค วิธีการสร้างภาพหัวรบแบบใหม่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของการตรวจสอบร่วมกัน

การถ่ายภาพด้วยมิวออนสามารถใช้ในการตรวจสอบสนธิสัญญาได้เนื่องจากปัจจัยสำคัญหลายประการ เป็นวิธีการแบบพาสซีฟ ปลอดภัยต่อมนุษย์ และจะไม่ทำให้เกิดปริมาณรังสีเทียมต่อหัวรบ รังสีคอสมิกมีอำนาจทะลุทะลวงมากกว่ารังสีแกมมาหรือรังสีเอ็กซ์มาก สามารถถ่ายภาพหัวรบในภาชนะที่มีการป้องกันอย่างดีและมีสิ่งรบกวนได้ เวลาในการรับแสงขึ้นอยู่กับวัตถุและการกำหนดค่าของตัวตรวจจับ (~ไม่กี่นาทีหากปรับให้เหมาะสม) ในขณะที่ การตรวจจับ วัสดุนิวเคลียร์พิเศษ (SNM) สามารถยืนยันได้อย่างน่าเชื่อถือ และสามารถนับและระบุตำแหน่งของวัตถุ SNM ที่แยกจากกันได้ ระบบสามารถออกแบบมาเพื่อไม่ให้เปิดเผยรายละเอียดที่อาจมีความละเอียดอ่อนของการออกแบบและองค์ประกอบของวัตถุ^{[ 54 ]}

เครื่องสแกนพอร์ตระบบตรวจจับแบบพาสซีฟหลายโหมด (MMPDS) ซึ่งตั้งอยู่ในฟรีพอร์ต บาฮามาสสามารถตรวจจับได้ทั้งวัสดุนิวเคลียร์ ที่มีเกราะป้องกัน รวมถึงวัตถุระเบิดและสิ่งของผิดกฎหมาย เครื่องสแกนมีขนาดใหญ่พอที่จะให้ตู้คอนเทนเนอร์สินค้าผ่านได้ ทำให้เป็นเวอร์ชันขยายขนาดของ Mini Muon Tracker จากนั้นจะสร้างภาพ 3 มิติของสิ่งที่สแกน^{[ 55 ]}

เครื่องมือต่างๆ เช่น MMPDS สามารถนำมาใช้ป้องกันการแพร่กระจายของอาวุธนิวเคลียร์ได้ การใช้รังสีคอสมิกอย่างปลอดภัยแต่มีประสิทธิภาพสามารถนำไปใช้ในท่าเรือเพื่อช่วยในความพยายามต่อต้านการแพร่กระจายอาวุธ หรือแม้กระทั่งในเมือง ใต้สะพานลอย หรือทางเข้าอาคารของรัฐบาล

ในปี 2015 45 ปีหลังจากการทดลองของอัลวาเรซ โครงการ สแกนพีระมิดซึ่งประกอบด้วยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจากอียิปต์ ฝรั่งเศส แคนาดา และญี่ปุ่น ได้เริ่มใช้เทคนิคการถ่ายภาพ มิวโอกราฟีและ เทอร์ โมกราฟีเพื่อสำรวจ กลุ่มพีระมิดกีซา [ ^{57 ] ใน}ปี 2017 นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับโครงการได้ค้นพบโพรงขนาดใหญ่ ซึ่งตั้งชื่อว่า "โพรงใหญ่สแกนพีระมิด" เหนือแกรนด์แกลเลอรีของมหาพีระมิดกีซา [ ^{58 ] [ 59 ] ใน}ปี 2023 มีการค้นพบ "โครงสร้างรูปทรงทางเดิน" ในพีระมิดคูฟูโดยใช้มิวออนรังสีคอสมิก และตั้งชื่อว่า "ทางเดินหน้าเหนือสแกนพีระมิด" ^{[ 60 ]}

พีระมิดแห่งดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นพีระมิดที่ใหญ่เป็นอันดับ 3 ของโลกตั้งอยู่ใกล้เมืองเม็กซิโกซิตี้ ในเมืองโบราณเตโอติฮัวกันได้รับการสำรวจด้วยเทคนิคมิวโอกราฟี หนึ่งในแรงจูงใจของทีมคือการค้นหาว่าห้องที่เข้าถึงไม่ได้ภายในพีระมิดอาจเป็นที่ตั้งของสุสานของ ผู้ปกครอง เตโอติฮัวกันหรือไม่ อุปกรณ์ถูกขนส่งเป็นชิ้นส่วนแล้วประกอบใหม่ภายในอุโมงค์เล็กๆ ที่นำไปสู่ห้องใต้ดินที่อยู่ใต้พีระมิดโดยตรง ผลเบื้องต้นรายงานว่ามีบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำกว้างประมาณ 60 เมตร ซึ่งทำให้ผู้วิจัยบางคนเสนอแนะว่าโครงสร้างของพีระมิดอาจอ่อนแอลงและเสี่ยงต่อการพังทลาย^{[ 12 ]}

ในปี 2020 มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้มอบทุนให้กับกลุ่มระหว่างประเทศสหรัฐอเมริกา-เม็กซิโกเพื่อใช้เทคนิคมิวโอกราฟีในการตรวจสอบเอล กัสติโย ซึ่งเป็นพีระมิดที่ใหญ่ที่สุดในชิเชน อิตซา^{[ 61 ]}

การทดลองการสร้างภาพสามมิติด้วยมิวออนได้ดำเนินการในอุโมงค์ใต้ดินของภูเขาเอเคีย (ในเนเปิลส์ ประเทศอิตาลี) โดยใช้เครื่องตรวจจับมิวออน 2 เครื่อง คือ MU-RAY และ MIMA ซึ่งสามารถสร้างภาพโพรงที่รู้จัก 2 แห่งได้สำเร็จ และค้นพบโพรงที่ไม่รู้จักอีก 1 แห่ง ภูเขาเอเคียเป็นที่ตั้งของการตั้งถิ่นฐานยุคแรกของเนเปิลส์ในศตวรรษที่ 8 และตั้งอยู่ใต้ดิน การใช้การวัดจาก 3 ตำแหน่งที่แตกต่างกันในอุโมงค์ใต้ดิน ได้สร้างการสร้างแบบจำลองสามมิติสำหรับโพรงที่ไม่รู้จัก วิธีการที่ใช้ในการทดลองนี้สามารถนำไปใช้กับเป้าหมายทางโบราณคดีอื่นๆ เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างของแหล่งโบราณคดี และอาจค้นพบพื้นที่ทางประวัติศาสตร์ที่ซ่อนอยู่ภายในแหล่งโบราณคดีที่รู้จักได้^{[ 62 ]}

หยวนหยวน หลิว จากมหาวิทยาลัยครูแห่งปักกิ่งและกลุ่มของเธอได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการใช้มิวโอกราฟีในการสร้างภาพห้องใต้ดินของจักรพรรดิองค์แรกของจีน^{[ 63 ]}

นักโบราณคดีและนักฟิสิกส์พลังงานสูงที่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟประกาศในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2568 ว่าพวกเขาได้พัฒนาระบบการถ่ายภาพด้วยมิวออนที่ช่วยให้พวกเขาสามารถมองเห็นโพรงในแหล่งโบราณคดีเมืองดาวิดได้โดยไม่ต้องขุดขึ้นมา^{[ 64 ]}

การถ่ายภาพด้วยมิวออนอาจนำไปใช้ในการสร้างภาพวัตถุนอกโลก เช่น ธรณีวิทยาของดาวอังคารรังสีคอสมิกมีจำนวนมากและพบได้ทั่วไปในอวกาศ ดังนั้นจึงคาดการณ์ว่าปฏิกิริยาของรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศของโลกเพื่อสร้างไพอน/เมซอนและสลายตัวเป็นมิวออนในภายหลังนั้นเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นด้วย^{[ 65 ]}มีการคำนวณว่าชั้นบรรยากาศของดาวอังคารเพียงพอที่จะสร้างฟลักซ์มิวออนในแนวนอนสำหรับการถ่ายภาพด้วยมิวออนในทางปฏิบัติ ซึ่งเทียบเท่ากับฟลักซ์มิวออนของโลกโดยประมาณ^{[ 66 ]}ในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่จะรวมอุปกรณ์ถ่ายภาพด้วยมิวออนที่มีความละเอียดสูงไว้ในภารกิจอวกาศในอนาคตไปยังดาวอังคาร เช่น ภายในยานสำรวจดาวอังคาร^{[ 66 ]}การได้ภาพที่แม่นยำของความหนาแน่นของโครงสร้างบนดาวอังคารอาจนำไปใช้ในการสำรวจแหล่งที่มาของน้ำแข็งหรือน้ำ

โครงการ " NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)" กำลังดำเนินการประเมินว่าสามารถใช้การถ่ายภาพมิวออนเพื่อสร้างภาพโครงสร้างความหนาแน่นของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ (SSB) ได้หรือไม่ ^{[ 67 ]}แม้ว่า SSB มักจะสร้างฟลักซ์มิวออนที่ต่ำกว่าชั้นบรรยากาศของโลก แต่บางส่วนก็มีฟลักซ์เพียงพอที่จะทำให้สามารถถ่ายภาพมิวออนของวัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 กิโลเมตรหรือน้อยกว่าได้ โครงการนี้รวมถึงการคำนวณฟลักซ์มิวออนสำหรับเป้าหมายที่เป็นไปได้แต่ละเป้าหมาย การสร้างแบบจำลองการถ่ายภาพ และการพิจารณาความท้าทายทางวิศวกรรมในการสร้างอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดมากขึ้นซึ่งเหมาะสมกับภารกิจดังกล่าว

เครื่องตรวจจับใต้น้ำลึกไฮเปอร์กิโลเมตร (HKMSDD) ได้รับการออกแบบให้เป็นเทคนิคในการดำเนินการสังเกตการณ์มิวโอกราฟิกอย่างอิสระใต้น้ำด้วยต้นทุนที่สมเหตุสมผลโดยการรวมอาร์เรย์เชิงเส้นของโมดูลเซ็นเซอร์มิวโอกราฟิกเข้ากับโครงสร้างท่อใต้น้ำ^{[ 68 ]}

ในการถ่ายภาพมิวออนใต้น้ำ การเคลื่อนที่ของมวลที่ขึ้นอยู่กับเวลาซึ่งประกอบด้วยหรืออยู่ภายในมวลของเหลวขนาดมหึมาและมวลวัสดุแข็งที่จมอยู่ใต้น้ำที่กำหนดเป้าหมาย สามารถถ่ายภาพได้อย่างแม่นยำกว่าการถ่ายภาพมิวออนบนบก ความผันผวนของฟลักซ์มิวออนที่ขึ้นอยู่กับเวลาเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศจะถูกระงับเมื่อทำการถ่ายภาพมิวออนใต้น้ำโดย "ผลกระทบความดันบรรยากาศผกผัน (IBE)" ของน้ำทะเล ความดันบรรยากาศต่ำ เช่น ความดันที่สังเกตได้ที่ศูนย์กลางของพายุไซโคลนจะดูดน้ำทะเลขึ้น ในทางกลับกัน ความดันบรรยากาศสูงจะผลักน้ำทะเลลง ดังนั้น ความผันผวนของความดันบรรยากาศของมิวออนจึงได้รับการชดเชยส่วนใหญ่โดย IBE ที่ระดับน้ำทะเล^{[ 68 ]}

ความสำเร็จของการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ขึ้นอยู่กับความสามารถในการกักเก็บวัสดุไว้ภายในภาชนะจัดเก็บได้อย่างน่าเชื่อถือ มีการเสนอให้ใช้มิวโอกราฟีเป็นเครื่องมือตรวจสอบสำหรับ CCS ในปี 2018 การศึกษาเป็นเวลา 2 เดือนสนับสนุนความเป็นไปได้ของการตรวจสอบ CCS ด้วยมิวโอกราฟี การศึกษานี้ดำเนินการในสหราชอาณาจักร ณ ไซต์ เหมือง Boulbyในหลุมเจาะลึก 1.1 กิโลเมตร (3,600 ฟุต) ^{[ 69 ]}

การนำเทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยอนุภาคมิวออนมาใช้ในเชิงพาณิชย์เป็นสาขาที่กำลังเติบโต โดยส่วนใหญ่ใช้ประโยชน์จากอนุภาคมิวออนจากรังสีคอสมิกที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสำหรับการถ่ายภาพขนาดใหญ่ ตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมา บริษัทต่างๆ ทั่วโลกได้ปรับใช้เทคนิคฟิสิกส์อนุภาคนี้สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ หนึ่งในบริษัทแรกๆ คือDecision Sciences International Corporationซึ่งให้ความสำคัญอย่างมากกับการใช้งานด้านความปลอดภัย โดยใช้การถ่ายภาพด้วยการกระเจิงของอนุภาคมิวออนเพื่อสแกนตู้คอนเทนเนอร์ขนาดใหญ่และยานพาหนะเพื่อตรวจหาภัยคุกคามทางนิวเคลียร์ที่ซ่อนเร้นและสิ่งของผิดกฎหมายอื่นๆ

บริษัทIdeon Technologies ของแคนาดา เชี่ยวชาญด้านข่าวกรองใต้ดินสำหรับการสำรวจแร่และการทำเหมือง บริษัทในยุโรป เช่นGScan ของเอสโตเนีย-สหราชอาณาจักร และMuon Solutions ของฟินแลนด์ มุ่งเน้นไปที่การทดสอบแบบไม่ทำลายโครงสร้างพื้นฐานทางแพ่ง ตัวอย่างเช่น ดูโครงการ Structures Moonshot โดยNational Highways ของสหราชอาณาจักร และAtkinsRéalis ^{[ 70 ]}บริษัทGeoptic ซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักร ก็ดำเนินงานด้านการตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานเช่นกัน บริษัท Lingacom ของอิสราเอลทำงานเกี่ยวกับระบบสร้างภาพโดยใช้มิวออนสำหรับทั้งความปลอดภัยและการสำรวจใต้ดิน ผู้เล่นรายอื่น ๆ เช่น Lynkeos Technology ซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักร มุ่งเน้นไปที่การใช้งานเฉพาะทาง เช่น การตรวจสอบภาชนะบรรจุกากกัมมันตภาพรังสีที่มีกัมมันตภาพสูง

หนึ่งในผู้พัฒนาเชิงพาณิชย์รายแรกๆ ในพื้นที่แหล่งกำเนิดเทียมคือMuRayTechซึ่งเป็นบริษัทที่แยกตัวออกมาจากGScanและDESYในเมืองฮัมบูร์ก ประเทศเยอรมนี โดยดำเนินงานในเมืองทาลลินน์ ประเทศเอสโตเนีย เมืองฮัมบูร์ก ประเทศเยอรมนี และเมืองเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักรMuRayTechกำลังพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคเลเซอร์พลาสมาโดยเฉพาะเพื่อสร้างมิวออนที่สร้างขึ้นโดยเทียมตามความต้องการสำหรับการถ่ายภาพรังสีมิวออนที่แม่นยำในการควบคุมคุณภาพทางอุตสาหกรรมและการวินิจฉัยทางการแพทย์^{[ 5 ]}

การถ่ายภาพแบบโท โมกราฟี ด้วย การกระเจิงของมิวออนได้รับการเสนอครั้งแรกโดยคริส มอร์ริสและกลุ่มของเขาที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลาโมส (LANL) ^{[ 71 ]}เทคนิคนี้สามารถระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดการกระเจิงของรัทเธอร์ฟอร์ดของมิวออนได้โดยการติดตามมิวออนที่เข้ามาและออกไปจากเป้าหมาย เนื่องจากความยาวของรังสีมีแนวโน้มสั้นกว่าสำหรับ วัสดุ ที่มีเลขอะตอม สูงกว่า ดังนั้นจึงคาดว่าจะมีมุมการกระเจิงที่ใหญ่กว่าสำหรับความยาวเส้นทางเดียวกัน เทคนิคนี้จึงมีความไวต่อการแยกแยะความแตกต่างระหว่างวัสดุภายในโครงสร้างได้ดีกว่า และจึงสามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพโลหะหนักที่ซ่อนอยู่ภายในวัสดุเบาได้ ในทางกลับกัน เทคนิคนี้ไม่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพโครงสร้างที่เป็นช่องว่างหรือวัสดุเบาที่อยู่ภายในวัสดุหนัก

LANL และบริษัทที่แยกตัวออกมาคือ Decision Sciences ได้นำเทคนิค MST มาใช้ในการสร้างภาพภายในรถบรรทุกขนาดใหญ่และภาชนะจัดเก็บอื่นๆ เพื่อตรวจจับวัสดุนิวเคลียร์^{[ 72 ]}ระบบที่คล้ายกันซึ่งใช้ MST ได้รับการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์และบริษัทที่แยกตัวออกมาคือ Lynkeos Technology เพื่อนำไปใช้ในการตรวจสอบความแข็งแรงของภาชนะบรรจุกากกัมมันตรังสีที่ไซต์จัดเก็บSellafield ^{[ 73 ]}

ด้วยเทคนิคโทโมกราฟีการกระเจิงของมิวออน วิถีการเคลื่อนที่ทั้งขาเข้าและขาออกของแต่ละอนุภาคจะถูกสร้างขึ้นใหม่ เทคนิคนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการค้นหาวัสดุที่มีเลขอะตอม สูง ในพื้นหลังของวัสดุที่มีค่า z สูง เช่น ยูเรเนียม หรือวัสดุที่มีเลขอะตอมต่ำ^{[ 74 ] [ 75 ]}นับตั้งแต่มีการพัฒนาเทคนิคนี้ที่ลอสอะลาโมส บริษัทต่างๆ ได้เริ่มนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับสินค้านิวเคลียร์ที่เข้าสู่ท่าเรือและข้ามพรมแดน

ทีมงาน ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลามอสได้สร้างเครื่องติดตามมิวออนขนาดเล็กแบบพกพา (MMT) เครื่องติดตามมิวออนนี้สร้างขึ้นจากท่อดริฟต์ อะลูมิเนียม ที่ ปิดผนึก ^{[ 76 ]}ซึ่งจัดกลุ่มเป็นระนาบสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1.2 เมตร (4 ฟุต) จำนวน 24 ระนาบ ท่อดริฟต์จะวัดพิกัดอนุภาคในแกน X และ Y ด้วยความแม่นยำโดยทั่วไปหลายร้อยไมโครเมตร MMT สามารถเคลื่อนย้ายได้โดยใช้รถยกพาเลทหรือรถยก หากตรวจพบวัสดุนิวเคลียร์ การวัดรายละเอียดของโครงสร้างมีความสำคัญเพื่อให้สามารถประเมินภัยคุกคามได้อย่างถูกต้อง^{[ 77 ]}

MT ใช้การถ่ายภาพรังสีแบบกระเจิงหลายครั้ง นอกจากการสูญเสียพลังงานและการหยุดแล้ว รังสีคอสมิกยังเกิดการกระเจิงแบบคูลอมบ์ การกระจายเชิงมุมเป็นผลมาจากการกระเจิงเดี่ยวหลายครั้ง ส่งผลให้การกระจายเชิงมุมมี รูปร่างแบบ เกาส์เซียนโดยมีส่วนหางจากการกระเจิงเดี่ยวและหลายครั้งในมุมกว้าง การกระเจิงนี้เป็นวิธีการใหม่ในการได้มาซึ่งข้อมูลการถ่ายภาพรังสีด้วยลำแสงอนุภาคประจุเมื่อไม่นานมานี้ ข้อมูลการกระเจิงจากมิวออนของรังสีคอสมิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการถ่ายภาพรังสีที่มีประโยชน์สำหรับการใช้งานด้านความมั่นคงภายในประเทศ^{[ 74 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}

การกระเจิงหลายครั้งสามารถนิยามได้ว่า เมื่อความหนาเพิ่มขึ้นและจำนวนปฏิสัมพันธ์สูงขึ้น การกระจายเชิงมุมสามารถจำลองได้ด้วยฟังก์ชันเกาส์เซียน โดยส่วนที่เด่นที่สุดของการกระจายเชิงมุมแบบขั้วของการกระเจิงหลายครั้งคือ

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} N}{\mathrm {d} \theta }}={\frac {1}{2\pi \theta _{0}^{2}}}\,\exp {\left(-{\frac {\theta ^{2}}{2\theta _{0}^{2}}}\right)}.}$

โดยที่θคือมุมการกระเจิงของมิวออน และθ ₀คือค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของมุมการกระเจิง จะกำหนดโดยประมาณได้ดังนี้

${\displaystyle \theta _{0}={\frac {14.1\,\mathrm {MeV} }{pc\beta }}{\sqrt {\frac {X}{X_{0}}}}.}$

โมเมนตัมและความเร็วของมิวออนคือpและβตามลำดับ c คือความเร็วแสง X คือความยาวของตัวกลางการกระเจิง และX ₀คือความยาวการแผ่รังสีของวัสดุ จำเป็นต้องทำการคอนโวลูชันกับสเปกตรัมโมเมนตัมของรังสีคอสมิกเพื่ออธิบายการกระจายเชิงมุม

จากนั้นสามารถสร้างภาพขึ้นใหม่ได้โดยใช้^{GEANT4 [} 81 ] ^{การทำงาน}เหล่านี้รวมถึงเวกเตอร์อินพุตและเอาต์พุตเข้าและออกสำหรับอนุภาคตกกระทบแต่ละตัว ฟ ลัก ซ์ตก กระทบ ที่ฉายไปยังตำแหน่งแกนกลางถูกใช้เพื่อทำให้รังสีเอกซ์แบบส่งผ่าน (วิธีลดทอน) เป็นมาตรฐาน จากนั้นการคำนวณจะถูกทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับมุมสูงสุดของฟลักซ์ ${\displaystyle {\vec {X}}}$${\displaystyle {\vec {X}}}$

แม้ว่าการใช้มิวออนจากรังสีคอสมิกจะมีประโยชน์หลายประการสำหรับการสร้างภาพวัตถุขนาดใหญ่และหนาแน่น เช่น ถังเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่การใช้งานในวงกว้างมักถูกจำกัดด้วยฟลักซ์มิวออนที่ต่ำตามธรรมชาติที่ระดับน้ำทะเล ประมาณ 10,000 m ⁻² min ⁻¹เพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้ จำเป็นต้องวัดปริมาณที่สำคัญสองอย่าง ได้แก่ มุมการกระเจิงθและโมเมนตัมpสำหรับแต่ละเหตุการณ์มิวออนในระหว่างการวัด เพื่อวัดโมเมนตัมของมิวออนจากรังสีคอสมิกในภาคสนาม ได้มีการพัฒนาสเปกโทรเมตรมิวออนภาคสนามโดยใช้ตัวแผ่รังสีเชเรนคอฟก๊าซความดันหลายชั้น และการสร้างภาพด้วยสเปกโทรเมตรมิวออนแสดงให้เห็นถึงความละเอียดของการสร้างภาพด้วยการกระเจิงของมิวออนที่ดีขึ้น^{[ 82 ]}

Mu-CAT เป็นเทคนิคที่รวมภาพมิวโอกราฟิกที่ฉายหลายภาพเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพมิวโอกราฟิก 3 มิติ โดยหลักการแล้ว เทคนิคนี้คล้ายกับการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ใช้ในรังสีวิทยา (การสแกน CAT) เพื่อให้ได้ภาพภายในร่างกายแบบสามมิติ^{[ 83 ]}ในขณะที่เครื่องสแกน CAT ทางการแพทย์ใช้เครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์แบบหมุนรอบวัตถุเป้าหมาย Mu-CAT ใช้เครื่องตรวจจับหลายตัวรอบวัตถุเป้าหมายและมิวออนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นตัวตรวจสอบ โดย ใช้ เทคนิคการสร้างภาพแบบโทโมกราฟิก^{[ 84 ]}หรือปัญหาผกผัน^{[ 83 ]}กับข้อมูลเหล่านี้จากการสังเกต Mu-CAT เพื่อสร้างภาพ 3 มิติ^{[ 83 ]}  

Mu-CAT เปิดเผยตำแหน่งสามมิติของโซนที่แตกหักใต้พื้นปล่องภูเขาไฟที่ยังคงทำงานอยู่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปะทุในอดีตที่ทำให้เกิดการไหลของเถ้าภูเขาไฟและลาวาจำนวนมากบนเนินทางทิศเหนือ^{[ 83 ]}

เครื่อง ตรวจ จับรังสีคอสมิกและโทโมกราฟีแบบพาส ซีฟ ( CRIPT ) ^{[ 85 ]}เป็นโครงการโทโมกราฟีมิวออนของแคนาดาซึ่งติดตามเหตุการณ์การกระเจิงของมิวออนไปพร้อมๆ กับการประมาณค่าโมเมนตัมของมิวออน เครื่องตรวจจับ CRIPT มีความสูง 5.3 เมตร (17 ฟุต) และมีมวล 22 ตัน (22 ตันยาว; 24 ตันสั้น) มวลส่วนใหญ่ของเครื่องตรวจจับอยู่ที่สเปกโทรเมตรโมเมนตัมของมิวออน ซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะของ CRIPT ในด้านโทโมกราฟีมิวออน

หลังจากการก่อสร้างและการใช้งานเบื้องต้น^{[ 86 ]}ที่มหาวิทยาลัยคาร์ลตันในออตตาวาประเทศแคนาดาเครื่องตรวจจับ CRIPT ได้ถูกย้ายไปยังห้องปฏิบัติการ Chalk River ของ บริษัทพลังงานปรมาณูแห่งแคนาดา จำกัด^{[ 87 ]}

ปัจจุบันเครื่องตรวจจับ CRIPT กำลังตรวจสอบข้อจำกัดด้านเวลาในการตรวจจับสำหรับการใช้งานด้านความปลอดภัยชายแดน ข้อจำกัดด้านความละเอียดของภาพโทโมกราฟีมิวออน การตรวจสอบคลังกากกัมมันตรังสี และการสังเกตการณ์สภาพอากาศในอวกาศผ่านการตรวจจับมิวออน

อุปกรณ์นี้เป็นอุปกรณ์ติดตามมิวออนซึ่งประกอบด้วยเซ็นเซอร์มิวออนและสื่อบันทึก มีเซ็นเซอร์มิวออนหลายประเภทที่ใช้ในอุปกรณ์มิวโอกราฟี ได้แก่สารเรืองแสงพลาสติก [ ^{88 ]}อิมัลชันนิวเคลียร์^{[ 33 ]}หรือ เครื่อง ตรวจจับไอออนไนเซชันแบบก๊าซ^{[ 11 ] [ 20 ]} สื่อบันทึก คือ ฟิล์มเอง หน่วยความจำแม่เหล็กดิจิทัล หรือหน่วยความจำอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์นี้จะถูกนำไปวางที่ปริมาตรเป้าหมาย โดยให้เซ็นเซอร์มิวออนสัมผัสกับ ^{วัตถุ}จนกว่าจะบันทึกเหตุการณ์มิวออนที่จำเป็นเพื่อให้ได้มิวโอแกรมที่มีสถิติเพียงพอ หลังจากนั้น (การประมวลผลภายหลัง) จะสร้างมิวโอกราฟที่แสดงความหนาแน่นเฉลี่ยตามเส้นทางของมิวออนแต่ละเส้น

การถ่ายภาพด้วยมิวออนมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์แบบดั้งเดิม ประการแรก มิวออนมีอยู่มากมายตามธรรมชาติและเดินทางจากชั้นบรรยากาศลงสู่พื้นผิวโลก^{[ 89 ]}ฟลักซ์ของมิวออนที่มีอยู่มากมายนี้เกือบจะคงที่ ดังนั้นการถ่ายภาพด้วยมิวออนจึงสามารถใช้ได้ทั่วโลก ประการที่สอง เนื่องจากความละเอียดความคมชัดสูงของการถ่ายภาพด้วยมิวออน จึงสามารถแยกแยะช่องว่างขนาดเล็กที่มีปริมาตรน้อยกว่า 0.001% ของปริมาตรทั้งหมดได้^{[ 17 ]}สุดท้าย อุปกรณ์นี้ต้องการพลังงานน้อยกว่าเทคนิคการถ่ายภาพอื่นๆ มาก เนื่องจากใช้โพรบตามธรรมชาติ แทนที่จะพึ่งพาสัญญาณที่สร้างขึ้นโดยเทียม^{[ 66 ]}

ในสาขาการถ่ายภาพด้วยมิวออน ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของการส่งผ่านผ่านวัตถุต่อฟลักซ์ของมิวออนที่ตกกระทบ โดยการใช้ระยะของมิวออนผ่านสสาร^{[ 90 ]}กับสเปกตรัมพลังงานของมิวออนในท้องฟ้าเปิด^{[ 89 ]}ค่าของเศษส่วนของฟลักซ์มิวออนที่ตกกระทบซึ่งส่งผ่านวัตถุสามารถหาได้โดยวิธีการวิเคราะห์ มิวออนที่มีพลังงานต่างกันจะมีระยะที่แตกต่างกัน ซึ่งกำหนดเป็นระยะทางที่มิวออนที่ตกกระทบสามารถเคลื่อนที่ผ่านสสารได้ก่อนที่จะหยุด ตัวอย่างเช่น มิวออนพลังงาน 1 TeV มีระยะการประมาณการชะลอตัวอย่างต่อเนื่อง (ระยะ CSDA) เท่ากับ 2500 เมตรเทียบเท่ากับน้ำ (mwe) ในซิลิกาไดออกไซด์ ในขณะที่ระยะจะลดลงเหลือ 400 mwe สำหรับมิวออน 100 GeV ^{[ 91 ]}ระยะนี้จะแตกต่างกันไปหากวัสดุแตกต่างกัน เช่น มิวออน 1 TeV มีระยะ CSDA เท่ากับ 1500 mwe ในตะกั่ว^{[ 91 ]}

ตัวเลข (หรือสีในภายหลัง) ที่ประกอบเป็นมิวโอแกรมจะแสดงในแง่ของจำนวนเหตุการณ์มิวออนที่ส่งผ่าน แต่ละพิกเซลในมิวโอแกรมเป็นหน่วยสองมิติโดยอิงตามความละเอียดเชิงมุมของอุปกรณ์ ปรากฏการณ์ที่มิวโอแกรมไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างของความหนาแน่นได้เรียกว่า "ผลกระทบจากปริมาตร" ผลกระทบจากปริมาตรเกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำจำนวนมากและชั้นบาง ๆ ของวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงทำให้ฟลักซ์มิวออนลดลงเท่ากัน ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงข้อมูลที่ผิดพลาดที่เกิดจากผลกระทบจากปริมาตร รูปร่างภายนอกของปริมาตรจะต้องถูกกำหนดอย่างแม่นยำและใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล