Мюонные детекторы, которые используют мюоны космических лучей, естественное излучение, позволяющее видеть сквозь километры скальной породы — аналогично тому, как рентгеновские лучи используются для заглядывания внутрь тела пациента — разрабатываются Группой физики элементарных частиц в Университете Шеффилд, чтобы улучшить мониторинг процесса подземного хранения углерода.Улавливание и хранение углерода (CCS) — возможное решение для предотвращения выброса CO2 в атмосферу путем улавливания выбросов CO2, в основном от электростанций, сжатия их в жидкость и транспортировки для хранения, как правило, на глубине 1,5 — 3,5 км под морским дном. в истощенных нефтяных или газовых месторождениях или в соленых водоносных горизонтах. Затем этот процесс может сократить выбросы от электростанций, работающих на ископаемом топливе, до 90 процентов.Тем не менее, проблема с CCS заключается в том, чтобы иметь возможность измерить, насколько заполнены подземные хранилища, и понять, куда CO2 будет мигрировать, когда хранится под землей.
Учитывая, что текущий метод 4D сейсмической разведки (4SS) для мониторинга мест хранения является эпизодическим и дорогостоящим, группа из Шеффилда работает с коллегами из Даремского и Батского университетов, Подземной лаборатории Боулби (STFC) и Калифорнийского технологического института (США) над разработкой детекторов, которые будут развернуты. глубоко под землей, чтобы получить представление о том, сколько CO2 хранится в подземных камерах.Профессор Ли Томпсон из факультета физики и астрономии Университета Шеффилда, который возглавляет разработку детектора, сказал: «Детекторы должны быть достаточно маленькими, чтобы поместиться в существующие скважины, пробуренные вокруг подземных камер хранения СО2, которые обычно имеют толщину всего 20 см. диаметр. Они также должны выдерживать повышенную температуру, поскольку в скважинах она обычно превышает 40 ° C ».
Майкл Фэллон, государственный министр энергетики Великобритании, на этой неделе (пятница, 13 июня 2014 г.) посетит подземную лабораторию Боулби, где проводится исследование, чтобы увидеть, как продвигается проект, который софинансируется за счет гранта от Министерство энергетики и изменения климата (DECC) и Premier Oil. Подземная лаборатория Боулби — это многопрофильный научный объект, расположенный на руднике Боулби — загруженной и глубокой (самой глубокой в Великобритании) действующей калийно-соляной шахте, управляемой Cleveland Potash Ltd на северо-восточном побережье.
Подземная лаборатория Боулби и рудник представляют собой уникально подходящую и хорошо поддерживаемую среду для тестирования детекторов в реальных условиях развертывания.Профессор Томпсон добавил: «Мы очень рады, что член парламента Майкл Фэллон посещает научную лабораторию Боулби, чтобы увидеть, как продвигаются наши исследования. Если хранение улавливаемого углерода должно использоваться в качестве жизнеспособного метода сокращения выбросов углерода, то очень важно, чтобы мы разрабатывали технологии. чтобы сделать процесс максимально дешевым и эффективным.«В настоящее время в рамках проекта тестируется предложенный метод путем оснащения пещеры в шахте Боулби детекторами, которые будут отслеживать мюоны, проходящие через Северное море, а затем через километр скальной породы, чтобы достичь пещеры в шахте Боулби.
Я считаю, что количество воды, которое мюоны проходят через изменения, и эти изменения могут быть обнаружены системой детекторов ».Фил Бейнс, генеральный директор Cleveland Potash Ltd, компании, управляющей рудником Боулби, сказал: «Мы рады, что здесь проводится это важное исследование.
Мы гордимся тем, что способствуем развитию научных исследований в регионе, имеющих национальное и международное значение. Этот проект и Широкий спектр проектов, реализуемых финансируемой правительством подземной лабораторией Боулби, показывает, что наука и промышленность могут работать рука об руку на благо всех ».Теперь, когда эксперимент по проверке концепции проводится, проект расширяется до разработки системы, которая может использоваться в качестве зонда в скважинах нефтяного месторождения и других потенциальных геологических хранилищах, предлагаемых для хранения СО2.
К 2015 году исследователи планируют разработать рабочий прототип.В рамках проекта также моделируется, как мюоны проходят через породу, воду и CO2, чтобы оценить чувствительность метода с целью улучшения конструкции детекторов.
За этой процедурой наблюдает доктор Виталий Кудрявцев из Шеффилдской группы физики элементарных частиц.