Первый в мире детектор мюонов, разработанный специально для использования в классических промышленных скважинах, был применен на канадском руднике компании Orano McClean Lake в северной части Саскачевана, где он будет использоваться для получения полноценных изображений находящегося под землей уранового месторождения. Технология, разработанная канадским стартапом Ideon Technologies, может кардинально изменить способ разведки полезных ископаемых в мире.
Мюонная томография использует мюоны - субатомные частицы естественного происхождения, образующиеся при попадании космических лучей в верхние слои атмосферы Земли - для получения рентгеноподобных изображений на глубине до 1 км под поверхностью Земли. Это означает, что новые месторождения минералов и металлов могут быть распознаны с высочайшими точностью и уверенностью, и также с меньшей потребностью в бурении, что в свою очередь снижает затраты и риски, экономит время и минимизирует воздействие на окружающую среду.
Компания Ideon - спин-офф канадской национальной лаборатории, управляющей ускорителем частиц TRIUMF - разработала цифровую платформу, которая объединяет новые запатентованные мюонные детекторы, системы визуализации, технологии инверсии и искусственного интеллекта для создания трехмерных карт плотности подземных целей с высоким разрешением. Стартап сотрудничает с Orano с 2016 года, когда ее крупноформатные детекторы первого поколения были впервые использованы для получения изображения высококачественного уранового месторождения под 600-метровым слоем песчаника на руднике McArthur River.
Усилия компании по миниатюризации этой технологии привели к созданию первого в отрасли стандартного скважинного (менее 10 см в диаметре), маломощного (менее 10 Вт непрерывного энергопотребления), не требующего технического обслуживания детектора мюонной томографии, пригодного для работы в экстремальных условиях окружающей среды в местах разведки полезных ископаемых по всему миру. По словам генерального директора компании Ideon Гэри Агнью, его развертывание - это веха, на достижение которой ушло более десяти лет.
"Мы потратили семь лет на коммерческие испытания в партнерстве с горнодобывающей промышленностью и несколько лет на проектирование и разработку системы, устранение рисков и создание прототипов в лаборатории", - сказал он, - "Французская компания Orano была рядом с нами на протяжении большей части этого пути, являясь ведущим клиенто-ориентированным инноватором в процессах глобального энергетического перехода к экологически чистым технологиям. Мы благодарны им за их энтузиазм, гибкость, доверие и готовность вместе с нами открывать новые пути".
Эрве Тубон, директор по исследованиям, разработкам и инновациям Orano Mining, сказал, что компания ожидает, что этот проект "изменит саму природу" геологоразведки. По его словам, "практически невозможно" обнаружить высококачественные месторождения на глубине с помощью традиционных геофизических методов разведки.
"Геологические данные, которые мы получаем с помощью мюонной томографии, дают нам возможность точно обнаружить эти аномалии, сокращая при этом необходимость бурения и снижая общее воздействие на окружающую среду. Это ценностное предложение трудно превзойти", - сказал он.
Целью исследований Orano является компактное месторождение с высоким содержанием урана, расположенное на глубине 300 м. Несколько новых мюонных детекторов были установлены в одной буровой скважине в последовательности, обеспечивающей прогрессивные результаты визуализации на протяжении всего исследования. Проект мюонной томографии на урановом месторождении McClean Lake, одобренный межправительственной организацией финансирования и координации НИОКР Eureka, получает консультационные услуги и финансовую поддержку от Программы содействия промышленным исследованиям Национального исследовательского совета Канады и продлится до конца 2021 года.
В дополнение к моделям мюонной томографии, компания Ideon заявила, что она также будет работать с Orano над созданием совместных инверсий с существующими данными бурения и другими геофизическими данными.
Системы детекции и визуализации мюонов также использовались для пассивных обследований “исторических” контейнеров ОЯТ в британском Селлафилде и для исследований местонахождения расплавов топлива в поврежденных реакторах японской АЭС “Фукусима-1”.