Experts in kwantum koude-atoomsensoren graven diep onder de grond in een nieuw project gericht op het benutten van kwantumzwaartekrachtsensortechnologie in ruwe ondergrondse boorgatomgevingen.

Het Gravity Delve-project, gefinancierd door Innovate UK, brengt academici van de Britse Quantum Technology Hub Sensors and Timing samen, die wordt geleid door de Universiteit van Birmingham en Nemein Ltd, met als doel het onderzoeken van de voordelen en uitdagingen van het gebruik van kwantumzwaartekrachtsensoren in boorgaten.

Voor gebruik in de olie- en gassector worden nu al kwantumzwaartekrachtsensoren op basis van atoominterferometrie ontwikkeld. Quantum koude-atoomsensoren die zijn ontworpen om op het oppervlak te werken, zullen objecten onder de grond beter kunnen detecteren en bewaken dan welke huidige technologie dan ook. Echter, Er is tot nu toe weinig aandacht besteed aan de voordelen die boorgat-inzetbare kwantumzwaartekrachtsensoren zouden kunnen hebben. Gravity Delve wil dit aanpakken.

Nemein ontwikkelt boorgatapparatuur die voornamelijk is gericht op het oogsten van energie en omgevingsdetectie. De nieuwe technologie stelt de door de Universiteit van Birmingham ontwikkelde kwantumsensor in staat om uit het laboratorium te komen en in de extreem barre omgeving in het boorgat te komen.

Dr. Jamie Vovrosh, van de Universiteit van Birmingham, is technisch leider van het project. Hij zegt:"Dit project biedt ons de mogelijkheid om onderzoek te doen naar het gebruik van de buitengewone prestaties van kwantumkoude-atoomsensoren in nieuwe toepassingen en mogelijk een weg te openen naar het realiseren van toekomstige economische en maatschappelijke voordelen."

Boorgattoepassingen die in het project moeten worden onderzocht, zijn onder meer koolstofafvang en -opslag (CCS), en koolwaterstof- en geothermische reservoirs. Bestaande technieken voor reservoiroptimalisatie omvatten conventionele microzwaartekracht, elektrische en nucleaire houtkap. Deze technieken zijn echter beperkt door gevoeligheid, resolutie en kosten. Gravity Delve onderzoekt hoe een commercieel relevant kwantumapparaat de huidige technologie kan vervangen of verbeteren om CCS-reservoirs te optimaliseren, de milieu-impact van koolwaterstofwinning minimaliseren, en de overgang van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie zoals geothermie te verbeteren. Het project zal een ontwerp ontwikkelen voor een innovatieve kwantum-koude-atoom zwaartekrachtsensor in een boorgat, evenals de bijbehorende agressieve milieuvriendelijke verpakkingen en hulpapparatuur. Dit zal leiden tot de eerste kosteneffectieve en efficiënte methode voor het inzetten van kwantumsensoren voor diepe boorgaten.

Dit project bouwt voort op het werk dat de Universiteit van Birmingham al heeft gedaan op het gebied van zwaartekrachtsensoren voor koude atomen, die wordt besproken in Nature Reviews Physics, geschreven door academici van de universiteit en hun medewerkers. Hoewel zwaartekrachtmeting al wordt gebruikt in een aantal toepassingen, waaronder het zoeken naar olie en mineralen, zodra de op atoominterferometers gebaseerde technologieën zijn ontwikkeld, wordt verwacht dat ze de SWAP (grootte, gewicht en vermogen), met verbeterde gevoeligheid en snellere meettijden.

De heer Lawrence Till, mede-oprichter en technisch directeur van Nemein, zegt, "Gravity Delve is niet alleen een project dat CCS en energiewinning uit boorgaten zal optimaliseren. Het is zeer belangrijk als een herkenbaar project om te laten zien dat Quantum Technology kan worden ingezet in enkele van de meest veeleisende omgevingen in de echte wereld en tastbare voordelen voor het milieu kan aantonen. "