Детально изучить образцы горных пород на Сибирском кольцевом источнике фотонов (СКИФ) позволит программное обеспечение, разработанное в ТПУ. По словам авторов, оно даст возможность проводить исследования в широком диапазоне разрешений – от нано до мезо и повысить скорость сканирования образцов более чем в 300 раз, используя синхротрон, а полученные данные будут полезны при организации добычи полезных ископаемых и анализе климатических изменений, сообщила пресс-служба вуза.

Как рассказали в Томском политехническом университете (ТПУ), в настоящее время для исследования пород применяют компьютерные томографы, которые позволяют получить послойные снимки образцов. Возможности этого способа рентгеноскопии ограничены и позволяют увидеть далеко не все. Поэтому для более тщательного изучения материалов используют синхротронное излучение, тоже рентгеновское по своей сути, только в десятки раз «ярче».

Синхротронное излучение образуется при вращении электронов по круговой траектории на скорости близкой к скорости света (почти 300000 км в секунду). Для «добычи» этого излучения создают специальные установки – синхротроны. Одна из них – СКИФ – строится сейчас в Новосибирской области.

Ученые Томского политеха разработали программный продукт для одной из станций синхротрона – «Микрофокус». Программное обеспечение построено по модульному принципу, что позволит делать пред- и пост-обработку первичных проекционных данных с использованием базовых и специализированных фильтров, реконструкцию томографического объема разными методами, а также на основе результатов томографии производить расчеты количественных характеристик исследуемого образца.

Определение характеристик образцов важно для лучшего понимания строения и свойств горных пород. Полученные данные применяются при организации буровых работ, добычи нефти, газа и иных полезных ископаемых, а также для анализа изменения климата.

«Синхротронные источники, такие как СКИФ, позволяют раздвинуть границы технологии цифрового керна (математической модели реального образца породы цилиндрической формы) и увидеть намного большее. Это совсем не означает, что можно отказаться от лабораторных томографов. Наоборот, совместное использование лабораторных и мегасайнс установок позволяет кратно повысить эффективность и производительность исследований», – рассказал проректор по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексей Гоголев.

Он добавил, что такой подход позволит снизить стоимость исследований керна, а также увеличить скорость сканирования более чем в 300 раз.

Гоголев объяснил, что разработанный в университете программный продукт также дает возможность интегрировать его с модулями моделирования вспомогательных инструментов для интерактивного анализа и калибровки оборудования.

«При совместном использовании лабораторных томографов и синхротрона СКИФа можно будет отрабатывать 25 образцов в день. Создание комплексного цифрового двойника на лабораторных томографах обычно длится не менее семи дней и стоит около миллиона рублей. Новое программное обеспечение позволит проводить полный спектр исследований образцов керна на синхротроне СКИФа за 7–14 дней, за это время можно отсканировать более 300 образцов», – уточнил проректор Томского политеха.

Он добавил, что программный продукт адаптирован под интересы геологов и имеет платформенную архитектуру, которая позволяет не только проектировать и запускать любые протоколы сканирования объектов, но и создавать собственные модули и внедрять сторонние.

Источник: https://ria.ru/20240722/nauka-1960713110.html