На экспериментальной станции «Микрофокус» СКИФ в России будут проводиться исследования элементного состава и структуры руд

Первая экспериментальная станция первой очереди Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) — «Микрофокус» — будет использоваться для исследования элементного состава и структурных характеристик образцов в области геологии, геофизики, микроэлектроники и материаловедения. Создание и интеграция станции осуществляется Томским политехническим университетом, в будущем она будет служить для разведки и освоения трудноизвлекаемого золота, платины, редкоземельных элементов, а также запасов нефти.

Как сообщается, первые эксперименты на станции «Микрофокус» будут сосредоточены на исследовании образцов руд. Такие исследования являются важным этапом освоения новых месторождений, помогая учёным более точно оценить запасы месторождений, выбрать более подходящие способы добычи и определить перспективные районы для дальнейшей разведки.

Станция использует метод синхротронного рентгеновского флуоресцентного анализа (SRXRF), позволяющий изучать элементный состав без разрушения образца. С помощью этой технологии исследователи могут обнаруживать ценные микроэлементы в горных породах с концентрацией не более 1 мг/т, определять ключевые зоны исследования и строить трёхмерные карты распределения минерального состава в образцах горных пород месторождений.

Эта возможность особенно важна для освоения золоторудных месторождений. По мере постепенного истощения запасов россыпного золота содержание драгоценных металлов в некоторых рудах снизилось до уровня около 1 г/т и даже 0,7 г/т, что предъявляет более высокие требования к идентификации низкоконцентрированных элементов и технологиям обогащения руд.

Одним из первых объектов исследования на станции «Микрофокус» станут образцы керна золоторудного месторождения Сухой Лог. Это месторождение считается одним из крупнейших золоторудных месторождений мира, его оценочные запасы золота превышают 2500 тонн, однако ресурсы залегают в черносланцевых толщах, руды отличаются сложным составом и разнообразием форм нахождения золота, что затрудняет разработку эффективных схем обогащения. Исследователи отмечают, что проведение детального анализа с использованием высокоразрешающих синхротронных методов позволит выявить ранее не обнаруженные формы нахождения золота, оценить роль органического вещества в процессах перераспределения и обогащения золота, а также предоставить основу для оптимизации схем обогащения руд.

Помимо исследований полезных ископаемых, станция также планируется к использованию для изучения донных отложений озёр Тунгусского заповедника. Соответствующие озёра расположены примерно в 30–40 км от эпицентра Тунгусского события 1908 года, в осадочных кернах были обнаружены аномальные слои отложений, датируемые 1908–1909 годами. Исследователи надеются с помощью данного устройства найти возможные внешние микрочастицы в осадочных слоях и провести дальнейший анализ соответствующих геологических записей.

Томский политехнический университет является интегратором двух экспериментальных станций первой очереди СКИФ — станции «Микрофокус» и станции «Электронная структура». Научные сотрудники и инженеры университета участвовали в проектировании станций, изготовлении научного оборудования, а также координировали работу специалистов из ряда российских вузов и научно-исследовательских институтов Российской академии наук по созданию соответствующих компонентов.

Технология «Микрофокус» позволяет фокусировать мощный рентгеновский пучок, генерируемый синхротронным источником света, до масштаба около 200 нанометров, что составляет примерно одну пятисотую диаметра человеческого волоса, и при необходимости размер фокуса может быть дополнительно уменьшен. Это позволяет исследователям не только получать высокоточные данные о материалах, но и наблюдать внутренние процессы в материалах в реальном времени. По информации организаторов проекта, благодаря данной технологии сроки соответствующего анализа могут быть сокращены до периода от одной недели до одного месяца; ранее аналогичные исследования часто занимали более года.