L'industrie minière devrait bénéficier d'une nouvelle capacité australienne qui utilise une technique de balayage nucléaire pour détecter la présence de métaux précieux et de minéraux stratégiques dans une carotte.

L'approche, qui impliquait des améliorations à l'instrument de tomographie à neutrons Dingo au Centre australien de diffusion des neutrons de l'ANSTO, devrait être disponible pour l'industrie plus tard dans l'année.

Une tomographie neutronique est similaire à une tomodensitométrie à rayons X mais utilise des neutrons, particules subatomiques neutres, produit par le réacteur polyvalent OPAL. Les neutrons offrent un contraste alternatif et complémentaire aux rayons X, en substance, un "nouveau regard" sur le même matériau.

"Traditionnellement, les tomodensitogrammes neutroniques prennent beaucoup plus de temps que les tomodensitogrammes aux rayons X. Avec ce nouveau développement, c'est devenu un rapide, moyen rentable et non destructif de cartographier la concentration et la distribution des minéraux dans une carotte de roche, " a expliqué le scientifique des instruments Dr. Joseph Bevitt, qui a travaillé avec une équipe de l'ANSTO et de l'Université Macquarie pour ajouter la capacité à l'instrument.

Le concept a été testé avec succès avec le soutien d'Aurelia Metals Ltd. qui a fourni des carottes pour les tests de la mine Hera, un gisement d'or-plomb-zinc-argent situé à 100km au sud-est de Cobar, NSW, et en collaboration avec le Dr Timothy Murphy du laboratoire de géoanalyse de l'Université Macquarie.

L'équipe ANSTO composée d'ingénieurs et de techniciens, développé un gréement à quatre rangs, pour tenir les noyaux pour le balayage parallèle.

L'instrument produit une reconstruction d'image tridimensionnelle de la carotte de forage, ce qui est obtenu en faisant tourner les noyaux dans le faisceau de neutrons tout en acquérant des milliers de radiographies fantômes.

En utilisant des installations de calcul de haute puissance, ceux-ci sont convertis en visualisations 3D des carottes de forage. Ces données peuvent être utilisées pour étendre les cartes minérales de surface 2D obtenues à l'aide de la fluorescence aux rayons X afin de rapporter plus précisément le contenu minéral dans des carottes de forage entières.

Nos collaborateurs de l'Université Macquarie étaient convaincus que les images étaient viables pour les évaluations minéralogiques et développent de nouvelles méthodes pour explorer et intégrer ces ensembles de données dans les analyses géologiques et géochimiques.

Selon la résolution de numérisation souhaitée, le scannage CT neutronique non destructif de longueurs de carottes de forage d'un mètre peut être réalisé en une heure.

Maintenant, l'industrie et les instituts de recherche utilisent des techniques à rayons X pour l'inspection et l'analyse des carottes de forage à haut débit.

Cependant, Les rayons X ne peuvent pas pénétrer les échantillons qui contiennent des métaux lourds abondants, comme le plomb, sans perdre le contraste de l'image.

"Les neutrons surmontent cette limitation en tant que plomb, et un certain nombre d'autres minéraux courants qui sont problématiques pour les rayons X sont plus transparents aux neutrons, " dit Bevitt.

Les cartouches de la plate-forme de numérisation peuvent contenir quatre cœurs jusqu'à 1,5 mètre de long, avec un diamètre maximum de 80 mm chacun.

L'équipe a l'intention d'apporter d'autres améliorations à l'appareil prototype, y compris une parallélisation accrue pour augmenter le rendement de 50 % et un changement robotisé des cartouches d'échantillons pour les études de numérisation en vrac automatisées.

Plus important encore, la planification est en cours pour l'installation d'une source de rayons X pour permettre l'imagerie tomographique neutronique et à rayons X bimodale des carottes de forage.

"L'imagerie bimodale ouvre l'opportunité d'une cartographie minérale 3D holistique, basé sur la combinaison de contrastes indépendants de rayons X et de neutrons."

"Ceci est une nouvelle application, comme notre instrument est principalement utilisé pour l'analyse des matériaux du patrimoine culturel, spécimens paléontologiques, et des matériaux d'ingénierie, " dit Bevitt.

"Compte tenu de l'importance de l'industrie minière en Australie, nous pensons que cette nouvelle technique améliorera l'activité d'exploration, et mieux informer la durabilité de l'environnement.

ANSTO exploite une suite d'instruments au Centre australien de diffusion des neutrons, l'Australian Synchrotron et le Center for Accelerator Science qui peuvent être utilisés pour la recherche sur les minéraux. L'unité commerciale Minéraux d'ANSTO propose une gamme de conseils, développement de procédés et services de recherche à l'industrie minière.