La station expérimentale « Microfocus » du SKIF russe mènera des recherches sur la composition élémentaire et la structure des minerais

La première station expérimentale de la première phase de la Source de photons annulaire de Sibérie (SKIF), « Microfocus », sera utilisée pour étudier la composition élémentaire et les caractéristiques structurelles d'échantillons dans les domaines de la géologie, de la géophysique, de la microélectronique et de la science des matériaux. Cette station, créée et intégrée par l'Université polytechnique de Tomsk, servira à l'avenir à l'exploration et au développement des réserves d'or difficilement accessible, de platine, d'éléments de terres rares ainsi que de pétrole.

Selon les informations fournies, les premières expériences de la station « Microfocus » seront consacrées à l'étude d'échantillons de minerais. Ce type de recherche constitue une étape importante du développement de nouveaux gisements, permettant aux scientifiques d'évaluer plus précisément les réserves des gisements, de choisir des méthodes d'extraction plus adaptées et d'identifier les zones prometteuses pour une exploration ultérieure.

La station utilise la méthode d'analyse par fluorescence des rayons X par rayonnement synchrotron (SRXRF), qui permet d'étudier la composition élémentaire sans endommager les échantillons. Grâce à cette technique, les chercheurs peuvent détecter des éléments traces précieux dont la concentration dans les roches ne dépasse pas 1 milligramme par tonne, déterminer les zones d'étude prioritaires et établir des cartes tridimensionnelles de la répartition des minéraux dans les échantillons de roches des gisements.

Cette capacité est particulièrement cruciale pour le développement des gisements d'or. Avec l'épuisement progressif des ressources en or alluvionnaire, la teneur en métaux précieux dans certains minerais est tombée à environ 1 gramme à 0,7 gramme par tonne, ce qui impose des exigences plus élevées en matière d'identification des éléments à faible teneur et de procédés d'enrichissement des minerais.

L'un des premiers objets d'étude de la station « Microfocus » sera les échantillons de carottes du gisement d'or de Sukhoi Log. Ce gisement est considéré comme l'un des plus grands gisements d'or au monde, avec des réserves estimées à plus de 2 500 tonnes d'or. Cependant, ses ressources sont contenues dans des strates de schistes noirs, la composition du minerai est complexe et les formes d'or sont diverses, ce qui rend difficile le développement de schémas d'enrichissement efficaces. Les chercheurs indiquent qu'une analyse fine utilisant des méthodes de rayonnement synchrotron à haute résolution pourrait permettre d'identifier des formes d'or non détectées auparavant, d'évaluer le rôle de la matière organique dans les processus de redistribution et d'enrichissement de l'or, et de fournir une base pour l'optimisation des schémas d'enrichissement du minerai.

Outre la recherche sur les minéraux, la station est également prévue pour l'étude des sédiments lacustres de la réserve naturelle de Toungouska. Les lacs concernés sont situés à environ 30 à 40 kilomètres de l'épicentre de l'événement de Toungouska de 1908, et des couches sédimentaires anormales datant de 1908 à 1909 ont été découvertes dans les carottes sédimentaires. Les chercheurs espèrent utiliser cet équipement pour rechercher d'éventuelles particules d'origine extraterrestre dans les couches sédimentaires et analyser plus en détail les archives géologiques correspondantes.

L'Université polytechnique de Tomsk est l'intégrateur des deux stations expérimentales de la première phase de SKIF — la station « Microfocus » et la station « Structure électronique ». Les chercheurs et ingénieurs de l'université ont participé à la conception des stations, à la fabrication des équipements scientifiques et ont coordonné les experts de plusieurs universités russes et instituts de recherche de l'Académie des sciences de Russie pour achever conjointement la construction des composants correspondants.

La technologie « Microfocus » permet de focaliser le faisceau de rayons X intense produit par la source de rayonnement synchrotron jusqu'à une échelle d'environ 200 nanomètres, soit environ un cinq centième du diamètre d'un cheveu humain, et la taille du foyer peut être encore réduite selon les besoins. Cela permet aux chercheurs non seulement d'obtenir des données matérielles de haute précision, mais aussi d'observer en temps réel les processus internes des matériaux. Selon les responsables du projet, grâce à cette technologie, les cycles d'analyse peuvent être réduits à une semaine ou un mois, alors que des études similaires nécessitaient auparavant plus d'un an.