De mijnindustrie zal profiteren van een nieuwe Australische capaciteit die een nucleaire scantechniek gebruikt om de aanwezigheid van edele metalen en strategische mineralen in een kernmonster te detecteren.

De aanpak, die verbeteringen inhielden aan het neutronentomografie-instrument Dingo in het Australische centrum voor neutronenverstrooiing van ANSTO, zal naar verwachting later in het jaar beschikbaar zijn voor de industrie.

Een neutronentomografiescan is vergelijkbaar met een röntgen-CT-scan, maar maakt gebruik van neutronen, neutrale subatomaire deeltjes, geproduceerd door de OPAL multifunctionele reactor. Neutronen bieden een alternatief en complementair contrast met röntgenstraling, in essentie, een 'frisse blik' op hetzelfde materiaal.

"Traditioneel, neutronen-CT-scans duren veel langer dan röntgen-CT-scans. Met deze nieuwe ontwikkeling het is een snelle, kosteneffectieve en niet-destructieve manier om de concentratie en distributie van mineralen in een rotskern in kaart te brengen, " verklaarde instrumentwetenschapper Dr. Joseph Bevitt, die met een team van ANSTO en Macquarie University werkte om de mogelijkheid aan het instrument toe te voegen.

Het concept werd met succes getest met de steun van Aurelia Metals Ltd. die kernen voor het testen van de Hera-mijn leverde, een goud-lood-zink-zilver depot gelegen 100 km ten zuidoosten van Cobar, NSW, en in samenwerking met Dr. Timothy Murphy van het Geoanalytical laboratorium van Macquarie University.

Het ANSTO-team bestaande uit technisch en technisch personeel, ontwikkelde een vierrijig tuig, om de kernen vast te houden voor parallel scannen.

Het instrument produceert een driedimensionale beeldreconstructie van de boorkern, dat wordt bereikt door de kernen in de neutronenbundel te roteren terwijl duizenden schaduwradiografische opnames worden gemaakt.

Met behulp van krachtige computerfaciliteiten, deze worden omgezet in 3D visualisaties van de boorkernen. Deze gegevens kunnen worden gebruikt om 2D-mineraalkaarten aan het oppervlak uit te breiden die zijn verkregen met behulp van röntgenfluorescentie om het mineraalgehalte binnen volledige boorkernen nauwkeuriger te rapporteren.

Onze medewerkers van Macquarie University waren ervan overtuigd dat de afbeeldingen levensvatbaar waren voor mineralogische beoordelingen en ontwikkelen nieuwe methoden om deze datasets te verkennen en te integreren in geologische en geochemische analyses.

Afhankelijk van de gewenste scanresolutie, niet-destructieve neutronen-CT-scanning van boorkernlengtes van één meter kan in een uur worden voltooid.

Momenteel, industrie en onderzoeksinstellingen gebruiken röntgentechnieken voor inspectie en analyse van boorkernen met een hoge doorvoer.

Echter, Röntgenstralen kunnen niet doordringen in monsters die veel zware metalen bevatten, zoals lood, zonder het beeldcontrast te verliezen.

"Neutronen overwinnen deze beperking als lood, en een aantal andere veel voorkomende mineralen die problematisch zijn voor röntgenstralen zijn transparanter voor neutronen, ' zei Bevitt.

De cartridges in de scanopstelling kunnen vier kernen met een lengte van maximaal 1,5 meter bevatten, met een maximale diameter van 80 mm elk.

Het team is van plan verdere verbeteringen aan te brengen aan het prototype-apparaat, inclusief verhoogde parallellisatie om de output met 50% te verhogen en robotwisseling van monstercartridges voor geautomatiseerde bulkscanonderzoeken.

Het belangrijkste is, er zijn plannen voor de installatie van een röntgenbron om bimodale neutronen- en röntgentomografische beeldvorming van boorkernen mogelijk te maken.

"Bimodale beeldvorming opent de mogelijkheid voor holistische 3D-mineraalkartering, gebaseerd op de combinatie van onafhankelijke röntgen- en neutronencontrasten."

"Dit is een nieuwe applicatie, aangezien ons instrument voornamelijk wordt gebruikt voor de analyse van cultureel erfgoedmateriaal, paleontologische exemplaren, en technische materialen, ' zei Bevitt.

"Gezien het belang van de mijnbouw in Australië, we denken dat deze nieuwe techniek de exploratieactiviteit zal verbeteren, en het milieu beter informeren over duurzaamheid."

ANSTO exploiteert een reeks instrumenten in het Australian Centre for Neutron Scattering, de Australian Synchrotron en het Centre for Accelerator Science die gebruikt kunnen worden voor mineralenonderzoek. De business unit Minerals van ANSTO biedt een scala aan consultancy, procesontwikkeling en onderzoeksdiensten voor de mijnbouw.