世界上第一個(gè)專為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鉆孔而開(kāi)發(fā)的宇宙射線 μ 子探測(cè)器已部署在薩斯喀徹溫省北部的奧拉諾麥克林湖站點(diǎn)，在那里它將用于對(duì)鈾礦床進(jìn)行成像。加拿大初創(chuàng)公司 Ideon Technologies 開(kāi)發(fā)的技術(shù)可以改變礦產(chǎn)勘探。

Orano Canada 勘探技術(shù)總監(jiān) Rémy Chemillac 與鉆孔 μ 子探測(cè)器(圖片來(lái)源：Ideon)

介子斷層掃描使用介子——宇宙射線進(jìn)入地球高層大氣時(shí)自然產(chǎn)生的亞原子粒子——在地球表面以下 1 公里處提供類似 X 射線的成像。這意味著可以準(zhǔn)確可靠地識(shí)別新的礦物和金屬礦床，減少鉆孔需求，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省時(shí)間并最大限度地減少對(duì)環(huán)境的影響。

加拿大 TRUMF 國(guó)家粒子加速器實(shí)驗(yàn)室的衍生公司 Ideon 開(kāi)發(fā)了一個(gè)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)，該平臺(tái)集成了專有的 μ 子探測(cè)器、成像系統(tǒng)、反演技術(shù)和人工智能，以生成地下目標(biāo)的高分辨率 3D 密度圖。該公司自 2016 年以來(lái)一直與 Orano 合作，當(dāng)時(shí)其第一代大幅面探測(cè)器被用于對(duì) McArthur River 礦 600 m 砂巖下的高品位鈾礦床進(jìn)行成像。

小型化的努力導(dǎo)致開(kāi)發(fā)出第一個(gè)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔(直徑小于 10 厘米)、低功率(小于 10W 的連續(xù)功耗)、適合在極端環(huán)境條件下運(yùn)行的零維護(hù)μ子斷層掃描探測(cè)器世界各地的礦產(chǎn)勘探地點(diǎn)。Ideon 首席執(zhí)行官加里·阿格紐 (Gary Agnew) 表示，它的部署是一個(gè)里程碑，花了十多年時(shí)間才實(shí)現(xiàn)。

在鉆孔中部署探測(cè)器(圖片來(lái)源：Ideon)

“我們已經(jīng)與采礦業(yè)合作進(jìn)行了七年的商業(yè)試驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了數(shù)年的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)、降低風(fēng)險(xiǎn)和原型設(shè)計(jì)，”他說(shuō)。“在這段旅程的大部分時(shí)間里，歐安諾一直陪伴著我們，作為以客戶為導(dǎo)向的創(chuàng)新者在全球能源轉(zhuǎn)型中處于領(lǐng)先地位。我們感謝他們的熱情、靈活性、信任以及與我們一起開(kāi)辟新天地的意愿。 ”

Orano Mining 的研發(fā)和創(chuàng)新總監(jiān) Hervé Toubon 表示，該公司希望該項(xiàng)目能夠“改變勘探的本質(zhì)”。他說(shuō)，使用傳統(tǒng)的地球物理勘探技術(shù)在深部探測(cè)高品位礦床“幾乎不可能”。“我們通過(guò)μ子斷層掃描獲得的地下情報(bào)使我們能夠準(zhǔn)確定位這些異常，同時(shí)減少鉆孔的需要并降低我們對(duì)整體環(huán)境的影響。這個(gè)價(jià)值主張很難被超越。”

Orano 的成像目標(biāo)是位于 300 m 深處的高品位致密鈾礦床。多個(gè)鉆孔 μ 子探測(cè)器以連接的順序部署在單個(gè)鉆孔中，在整個(gè)調(diào)查過(guò)程中提供漸進(jìn)式成像結(jié)果。麥克林湖項(xiàng)目獲得了尤里卡政府間研發(fā)資助和協(xié)調(diào)組織的批準(zhǔn)，正在接受加拿大國(guó)家研究委員會(huì)工業(yè)研究援助計(jì)劃的咨詢服務(wù)和資金支持，并將持續(xù)到 2021 年底。

除了μ子斷層掃描模型外，Ideon表示還將與Orano合作開(kāi)發(fā)與現(xiàn)有鉆探數(shù)據(jù)和其他地球物理數(shù)據(jù)集的聯(lián)合反演。

介子探測(cè)系統(tǒng)還被用于被動(dòng)調(diào)查英國(guó)塞拉菲爾德遺留廢物容器的內(nèi)容，并調(diào)查日本福島第一核電站受損反應(yīng)堆內(nèi)熔融燃料的位置。