ТРИНИТИ в конце 2024 года начнет испытания мюонного томографа для геологоразведки твердых полезных ископаемых

Специалисты Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», входит в Госкорпорацию «Росатом») к 2024 году планируют создать опытный образец мюонного томографа, который позволит получать 3-х мерное изображение плотности исследуемого грунта при проведении геологоразведки твердых полезных ископаемых. Работа ведется в рамках Единого отраслевого тематического плана Госкорпорации «Росатом» (ЕОТП). Заказчиком установки выступило АО «Эльконский ГМК» - предприятие Горнорудного дивизиона Госкорпорации «Росатом».

В настоящее время ученые завершили расчеты основных параметров детектора – ключевого компонента будущего мюонного томографа, провели численное моделирование регистрации мюонов и измерение плотности исследуемого грунта, а также разработали конструкторскую документацию непосредственно томографа.

При помощи аддитивных технологий они также создали прототип модуля мюонного томографа, включающий полномасштабный макет основных элементов, а также функционирующий макет детекторной части внешнего чувствительного слоя детектора с возможностью регистрации мюонов.

После завершения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ будет решена задача по трехмерной визуализации плотности исследуемого грунта на глубине до 1500 м.в.э. (метров водного эквивалента)

После создания опытного образца к концу 2024 года ученые планируют приступить к испытаниям.

«Преимущество разрабатываемого метода заключается в возможности изучения свойств горных пород в условиях их естественного состояния. Существенное уменьшение количества скважин (в 10 раз) по сравнению с традиционными методами геологоразведки, возможность построения трехмерного изображения структуры породы и выявление вещества с высоким содержанием тяжелых элементов, делают мюонную томографию перспективным методом для проведения геологических разведок. К тому же, этот метод не требует специальных лицензий соблюдения мер безопасности – мюонная томография абсолютно безопасна для человека», – пояснил научный руководитель проекта доктор физико-математических наук Александр Голубев.

Мюонная томография использует мюоны – субатомные частицы естественного происхождения, образующиеся при попадании космических лучей в верхние слои атмосферы Земли и обладающие высокой проникающей способностью (до 2,5 км скальных пород). Процессы взаимодействия этих частиц при прохождении через вещество могут давать информацию о его массовом составе и плотности.

Мюон является нестабильной частицей с отрицательным электрическим зарядом, временем жизни около 2,2 мкс и массой в 206 раз превышающей массу электрона. Мюоны космического происхождения рождаются при взаимодействии космического излучения, в основном это высокоэнергетичные протоны, с ядрами элементов земной атмосферы. В ходе этих взаимодействий рождается большое количество заряженных пионов, распады которых являются источником мюонов.

Эльконский горно-металлургический комбинат (АО «Эльконский ГМК») предприятие Горнорудного дивизиона Госкорпорации «Росатом». АО «Эльконский ГМК» создано для отработки крупных золото-урановых месторождений Эльконского ураново-рудного района в Республике Саха (Якутия) и месторождения «Совиное» на Чукотке. На базе месторождений Северное и зоны Южная будет создано одно из крупнейших в мире предприятий полного цикла от обогащения руды до выпуска химического концентрата природного урана и сплава драгоценных металлов. Строительство Эльконского ГМК является составной частью проекта «Комплексное развитие Южной Якутии», цель которого состоит в создании на основе принципов государственно-частного партнерства в Республике Саха (Якутия) нового крупного промышленного района.