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核扫描技术为采矿业检测贵金属和战略性矿物的存在

核扫描技术 断层仪 核科学技术
发布:2021-04-16 16:22:27     来源:澳大利亚核科学技术组织


 
图片提供:澳大利亚核科学技术组织(ANSTO)

采矿业将受益于澳大利亚的一项新功能,该功能使用核扫描技术来检测核心样品中贵金属和战略性矿物的存在。

该方法涉及对ANSTO澳大利亚中子散射中心的中子断层仪Dingo的改进,预计将于今年晚些时候投入工业使用。

中子层析成像扫描类似于X射线CT扫描,但使用OPAL多功能反应堆产生的中子,中性亚原子粒子。中子为X射线提供了另一种互补性的对比,本质上是同一材料上的“新鲜眼睛”。

“传统上,中子CT扫描比X射线CT扫描花费更长的时间。随着这一新进展,它已成为一种快速,经济高效且无损的方法,可绘制岩心中矿物的浓度和分布图。”仪器科学家Joseph Bevitt博士与ANSTO和麦格理大学的团队合作,为仪器增加了功能。

该概念已在Aurelia Metals Ltd.的支持下成功进行了测试,Aurelia Metals Ltd.与新蒂莫西·墨菲(Timothy Murphy)博士合作,为位于新南威尔士州Cobar东南100公里处的金铅锌银矿床Hera矿提供了测试核心。来自麦格理大学的地学分析实验室。

由工程和技术人员组成的ANSTO团队开发了四排钻机,以固定用于并行扫描的岩心。

该仪器可对钻芯进行三维图像重建,这是通过旋转中子束中的岩心同时获取数千张放射线影片来实现的。

使用强大的计算设施,这些将转换为钻芯的3D可视化效果。此数据可用于扩展使用X射线荧光获得的2D表面矿物图,从而更准确地报告整个钻芯中的矿物含量。

我们在麦格理大学的合作者对这些图像对于矿物学评估是可行的感到满意,并正在开发新的方法来探索并将这些数据集整合到地质和地球化学分析中。

根据所需的扫描分辨率,可以在一小时内完成一米钻芯长度的无损中子CT扫描。

当前,工业和研究机构使用X射线技术进行高通量钻芯检查和分析。但是,X射线无法穿透包含大量重金属(例如铅)的样品,而不会失去图像对比度。

贝维特说:“中子克服了铅的这一局限性,许多其他对X射线有问题的常见矿物对中子更透明。”扫描装置中的墨盒可容纳四个最长1.5米长的芯子,每个芯子的最大直径为80毫米。

该团队打算对原型设备进行进一步的改进,包括增加并行度以将输出提高50%,并通过自动更换样品盒进行自动批量扫描研究。

最重要的是,正在计划安装X射线源,以实现钻芯的双峰中子和X射线断层成像。“基于独立的X射线和中子对比,双峰成像为整体3D矿物制图开辟了机会。”贝维特说:“这是一个新应用,因为我们的仪器主要用于分析文化遗产材料,古生物学标本和工程材料。”

“鉴于澳大利亚采矿业的重要性,我们认为这项新技术将增强勘探活动,并更好地说明环境的可持续性。”

ANSTO在澳大利亚中子散射中心,澳大利亚同步加速器和加速器科学中心经营一套可用于矿物研究的仪器。ANSTO的矿产业务部门为采矿业提供一系列咨询,过程开发和研究服务。

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