L'industria mineraria è destinata a beneficiare di una nuova capacità australiana che utilizza una tecnica di scansione nucleare per rilevare la presenza di metalli preziosi e minerali strategici in un campione di carote.

L'approccio, che ha comportato miglioramenti allo strumento per la tomografia a neutroni Dingo presso l'Australian Centre for Neutron Scattering dell'ANSTO, dovrebbe essere disponibile per l'industria nel corso dell'anno.

Una tomografia a neutroni è simile a una TAC a raggi X ma utilizza neutroni, particelle subatomiche neutre, prodotto dal reattore multiuso OPAL. I neutroni forniscono un contrasto alternativo e complementare ai raggi X, in sostanza, un 'nuovo paio di occhi' sullo stesso materiale.

"Tradizionalmente, le scansioni TC a neutroni richiedono molto più tempo delle scansioni TC a raggi X. Con questo nuovo sviluppo, è diventato un veloce, modo economico e non distruttivo per mappare la concentrazione e la distribuzione dei minerali in un nucleo roccioso, " ha spiegato lo scienziato dello strumento Dr. Joseph Bevitt, che ha lavorato con un team dell'ANSTO e della Macquarie University per aggiungere capacità allo strumento.

Il concetto è stato testato con successo con il supporto di Aurelia Metals Ltd. che ha fornito i nuclei per i test dalla miniera di Hera, un giacimento di oro-piombo-zinco-argento situato a 100 km a sud-est di Cobar, NSW, e in collaborazione con il Dr. Timothy Murphy del laboratorio geoanalitico della Macquarie University.

Il team ANSTO composto da personale tecnico e ingegneristico, sviluppato un impianto a quattro file, per contenere i nuclei per la scansione parallela.

Lo strumento produce una ricostruzione tridimensionale dell'immagine del carotatore, che si ottiene ruotando i nuclei nel raggio di neutroni mentre si acquisiscono migliaia di radiografie ombra.

Utilizzando strutture informatiche ad alta potenza, questi vengono convertiti in visualizzazioni 3D dei carotaggi. Questi dati possono essere utilizzati per estendere le mappe minerali di superficie 2D ottenute utilizzando la fluorescenza a raggi X per riportare in modo più accurato il contenuto di minerali all'interno di interi carotaggi.

I nostri collaboratori della Macquarie University sono soddisfatti che le immagini siano praticabili per le valutazioni mineralogiche e stanno sviluppando nuovi metodi per esplorare e integrare questi set di dati nelle analisi geologiche e geochimiche.

A seconda della risoluzione di scansione desiderata, La scansione TC neutronica non distruttiva di carotaggi di un metro può essere completata in un'ora.

Attualmente, l'industria e gli istituti di ricerca utilizzano tecniche a raggi X per l'ispezione e l'analisi dei carotaggi ad alto rendimento.

Però, I raggi X non possono penetrare campioni che contengono abbondanti metalli pesanti, come il piombo, senza perdere il contrasto dell'immagine.

"I neutroni superano questa limitazione come piombo, e un certo numero di altri minerali comunemente presenti che sono problematici per i raggi X sono più trasparenti ai neutroni, " ha detto Bevit.

Le cartucce nell'impianto di scansione possono contenere quattro core fino a 1,5 metri di lunghezza, con un diametro massimo di 80 mm ciascuno.

Il team intende apportare ulteriori miglioramenti all'apparato prototipo, inclusa una maggiore parallelizzazione per aumentare la produzione del 50% e il cambio robotizzato delle cartucce di campioni per studi di scansione di massa automatizzati.

Più importante, è in corso la pianificazione per l'installazione di una sorgente di raggi X per consentire l'imaging bimodale di neutroni e tomografia a raggi X dei carotaggi.

"L'imaging bimodale apre l'opportunità per la mappatura olistica dei minerali 3D, basato sulla combinazione di raggi X e contrasti di neutroni indipendenti."

"Questa è una nuova applicazione, poiché il nostro strumento viene utilizzato principalmente per l'analisi dei materiali del patrimonio culturale, reperti paleontologici, e materiali tecnici, " ha detto Bevit.

"Data l'importanza dell'industria mineraria in Australia, pensiamo che questa nuova tecnica migliorerà l'attività di esplorazione, e informare meglio la sostenibilità ambientale."

ANSTO gestisce una suite di strumenti presso l'Australian Centre for Neutron Scattering, l'Australian Synchrotron e il Center for Accelerator Science che possono essere utilizzati per la ricerca sui minerali. La business unit Minerali di ANSTO offre una gamma di servizi di consulenza, sviluppo di processi e servizi di ricerca per l'industria mineraria.