В Томском политехе нашли способ улучшить российские томографы
Исследователи Томского политеха разработали протоколы, которые позволяют повысить производительность традиционных томографов и качество томограмм. Протоколы применимы к оборудованию, которое используется в геологии при исследовании полноразмерных кернов, а также в атомной, энергетической и других отраслях. При этом их внедрение не требует изменения конструкции томографов и больших дополнительных затрат. Исследования и разработки новых протоколов проводятся в рамках программы «Приоритет 2030». Усовершенствованные томографы имеют более высокую скорость сканирования, улучшенную контрастную чувствительность и могут стать полноценной заменой зарубежной технике.
Разработка протоколов сканирования — совместный проект специалистов Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ и лаборатории рентгеновской оптики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ. Исследование проводилось для томографа полноразмерного керна. Оборудование позволяет реконструировать объемные образцы породы (керны) с получением трехмерной модели его внутренней структуры. Сегодня перед недропользователями стоит задача оцифровать физические образцы и создать цифровые хранилища кернов. Применив к большой цифровой базе кернов новые алгоритмы, построенные с использованием нейронных сетей и искусственного интеллекта (ИИ), можно будет выявлять скрытые закономерности, которые не видны в конкретном эксперименте, но проявляются на большой выборке.
Для получения адекватных результатов моделирования и работы алгоритмов ИИ к цифровым двойникам керна предъявляются высокие требования по разрешению. А для наполнения цифрового кернохранилища необходимым объемом данных от аппарата требуется работа на высокой скорости, чтобы отсканировать километры керна. Традиционные протоколы позволяют сканировать образцы полноразмерного керна со скоростью от 4-5 часов/метр с разрешением до 150 микрон, что крайне медленно. Увеличение скорости неизбежно ведет к ухудшению разрешения до 200-300 микрон. Этого недостаточно для детального анализа, направленного на поиск скрытых закономерностей.
Специалисты ТПУ улучшили оптическую схему томографа и добавили к классической схеме томографии пассивные оптические элементы — компенсационные фильтры специальной формы. Это их первое применение в томографах такого типа. Ранее компенсационные фильтры сложной формы использовались только в медицине для минимизации дозы излучения.
Фото: служба новостей ТПУ