Про что расскажет нам спектрометр?

Маленькая пробирка с водой, тонкий срез горной породы… Сложно поверить, как много информации содержится в них! Выполнив один лишь анализ с помощью волнового рентгенофлуоресцентного спектрометра ARL PERFORM’X 4200, можно определить содержание 90 элементов таблицы Менделеева в различных твердых и жидких образцах – водах, нефтепродуктах, катализаторах, геологических объектах! Полученные результаты применяются при поиске новых месторождений нефти и газа, для разработки новых месторождений углеводородов и ценных ископаемых, а также при производстве металлов, для экологического мониторинга.

– Наличие такого прибора в составе Томского регионального центра коллективного пользования ТНЦ СО РАН является очень важным, потому что не только в Томске, но и во всем Сибирском федеральном округе находится много научных учреждений, вузов, предприятий, изучающих широкий спектр природных объектов. Проведение подобных исследований предполагает применение высокоточного научного оборудования, которым располагает далеко не каждое учреждение, – говорит Юрий АНДРЕЕВ, директор ТомЦКП СО РАН.

Ирина КОРОЛЬ, представитель ТФ ИНГГ СО РАН в Совете пользователей ЦКП, рассказывает о преимуществах этого оборудования:

– В основе его действия лежит метод неразрушающего контроля: это позволяет изучить один и тот же образец на разных стадиях природных и техногенных процессов, когда необходимо проследить динамику изменения состава во времени.

Образец – кусочек пазла

Прежде всего, волновой рентгенофлуоресцентный спектрометр – это верный друг и хороший коллега современных геологов. Многие полученные ими образцы горных или редкоземельных пород изучаются с помощью этого оборудования. Их можно сравнить с фрагментами огромного пазла, без которых никак не сложится полная, целостная картина.

Дело в том, что одно из важнейших применений результатов, полученных с помощью спектрометра, это составление различных карт и моделей геологических разрезов, предназначенных для прогнозирования перспективности добычи полезных ископаемых и углеводородов на той или иной территории. Конечно, было бы слишком примитивно думать, что с помощью одного лишь проведенного анализа можно решить столь сложную задачу, но при этом он является неотъемлемым компонентом, одной из множества «свай», без которых невозможно «построить дом» – принять решение стоимостью в сотни миллионов рублей.

– Например, есть необходимость оценить перспективность добычи серебра, руды, стронция или других ценных элементов, для чего на основе полученных результатов производятся специальные расчеты, которые дают ответ на вопросы, сколько таких элементов может быть получено из тонны руды и будет ли это экономически выгодно,– поясняет Ирина Степановна.

Очень часто ученые исследуют и сравнивают керны (специальные срезы породы), полученные в разных частях одного участка. Такой анализ позволяет сделать выводы о том, где следует бурить скважину и как ее рациональнее разрабатывать.

Вода и металл

С помощью спектрометра могут быть исследованы любые типы жидкости – нефти, нефтепродукты, нефтяные топлива, катализаторы, масла, воды.

Изучение состава вод имеет широкий спектр применения для экологического мониторинга окружающей среды. Изучение проб воды, взятых около скважин и других объектов нефтегазового промысла, позволяет оценить, как ведется добыча, не применяются ли запрещенные реагенты, которые наносят непоправимый урон природе. Важно отметить, что проведение подобного исследования позволяет получить очень большой объем информации о состоянии разных типов вод – питьевых, природных, пластовых.

В некоторых случаях ученые выполняют цикл исследований, изучая образцы на разных стадиях процесса. Это бывает необходимо, когда нужно оценить состав и возможности дальнейшего использования или замены катализатора или трансформаторного масла. Получение подобных результатов позволяет не только проверять соответствие масел и катализаторов требованиям экологической безопасности, но и повышать их качество при дальнейшем производстве.

Еще одним из преимуществ этого оборудования является то, что исследования проводятся очень быстро, результаты можно получить в короткие сроки, самый короткий анализ занимает всего две минуты. Поэтому такой спектрометр получил широкое применение на различных металлургических производствах, где есть потребность – оценить качество состава металла прямо во время производственного цикла.

…Высококлассное научное оборудование стало полноправным участником процесса исследования, ведь без его применения невозможно получить точную и подробную информацию. Как отметил руководитель ТФ ИНГГ СО РАН Анатолий ГОЛОВКО, одной из актуальных тенденций стало совместное использования дорогостоящего оборудования учеными из разных научных организаций. Поэтому сотрудничество с ЦКП ТНЦ СО РАН по направлению, связанному с применением метода неразрушающего контроля, будет интересно тем, кто занимается изучением различных природных объектов.