Канадцы использовали мюонный детектор для поиска урана

Инновация канадского стартапа Ideon Technologies может устроить революцию в разведке полезных ископаемых. Мюонный детектор длиной 3,5 м и диаметром 9 см позволяет находить месторождения урана и получать трехмерные карты подземной локации. Новинку протестировали на канадском руднике компании Orano МакКлин-­Лейк. Слово главному исполнительному директору и сооснователю Ideon Technologies Гари Эгню.

— Большая часть поверхностных залежей урана в мире уже обнаружена, а поиск более глубоких с помощью традиционных геофизических инструментов малоэффективен.

В начале 2000-х один канадский геофизик исследовал бассейн Атабаски — ​одно из крупнейших в мире месторождений урана. В свободное время читал о рентгенографии египетских пирамид и вулканов — ​точнее, об экспериментах с мюонами, субатомными частицами естественного происхождения, образующимися при попадании космических лучей в верхние слои атмосферы Земли. Геофизик задал себе вопрос: а можно ли использовать мюоны для поиска минералов под землей? Он позвонил в TRIUMF, канадский центр ускорителей элементарных частиц. Там, чтобы получить ответ, организовали академический проект.

TRIUMF стал исследовать возможности визуализации внутренней структуры месторождений посредством мюонной томографии. Ливни мюонов постоянно бомбардируют Землю. Из-за относительно длительного периода полураспада и большой массы мюоны проникают в земную кору на глубину до нескольких сотен метров и постепенно ослабевают. Измеряя поток под поверхностью Земли, можно определить среднюю плотность материи, составляющей кору. Аномалии плотности, скорее всего, свидетельствуют о наличии полезных ископаемых. Комбинируя данные из нескольких источников, можно построить трехмерную модель месторождения с высоким разрешением.

В 2010 году мюонный детектор нашей разработки применили на одном урановом месторождении в Канаде. Эффективность при разведке подтвердилась. Но большой и тяжелый детектор можно было использовать только там, где уже существовали подземные выработки типа штольни.

С 2013 года мы работали над тем, чтобы сделать детектор дешевле, компактнее и удобнее. Детектор, созданный в 2018 году, стал в девять раз меньше, чем его предшественник. Это был промежуточный вариант. В этом году мы смогли уменьшить детектор в 50 раз по сравнению с пилотным образцом. Теперь диаметр составляет 89 мм, а длина — ​около 3,5 м.

Мюонная томография «проникает» на глубину до 1 км и позволяет строить четкие снимки типа рентгеновских в режиме онлайн. Это единственная доступная на сегодняшний день технология получения прямых изображений геологической среды, обеспечивающая высокое разрешение и точную информацию о местоположении залежей. Помехи, создаваемые сопутствующим электрооборудованием, не сказываются отрицательно на визуализации подповерхностных залежей урана. С детектором существенно сокращается объем буровых работ, что, в свою очередь, снижает общее воздействие на окружающую среду. Для испытаний на руднике МакКлин-­Лейк пробурили всего одну скважину, установили в ней детекторы в определенной последовательности и исследовали большой участок.

Ideon предлагает комплексное решение — ​цифровую платформу Discovery, которая объединяет мюонные детекторы, системы визуализации, технологии инверсии и искусственного интеллекта для создания трехмерных карт плотности с высоким разрешением. Помимо мюонной томографии мы задействуем несколько дополнительных источников данных в нашем анализе и предоставим клиентам подробные трехмерные профили плотности подземных аномалий.