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Entdeckung der Diamanten mit Röntgenstrahltechnologie

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Das Entwicklungszentrum für Röntgenstrahl-Technologie entwickelte eine neue Technologie, die verschiedene Materialien identifizierenen kann.

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Röntgenstrahlen dringen Gegenstände ein und decken Informationen über seinen Inhalt auf. Unter Verwendung zwei Röntgenstrahlspektren können Sie verschiedene Materialien identifizierenen. Und jetzt, macht ein neuer Algorithmus es möglich, Diamanten im Felsen zu finden.

Das Entwicklungszentrum für Röntgenstrahl-Technologie EZRT in Fürth hat ein Demonstrationsmodell entwickelt, das Diamanten ermittelt, innere Felsen des vulkanischen Ursprung zu verstecken. EZRT ist eine Abteilung des Fraunhofer Instituts für integrierte Schaltungen IIS nah zusammenarbeitend mit dem Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfung IZFP bei Saarbrücken. Die Abteilung konzentriert sich auf die Themen der RöntgenstrahlSensortechnik, der Berechnungs- Tomographie-, Bildverarbeitungs- und optischenKontrollsysteme 3D sowie Anwendungen.

Der Prozess basiert auf Doppel-energie Röntgenstrahlen. Im Prozess werden zwei Bilder des gleichen Gegenstandes unter Verwendung zwei verschiedener Röntgenstrahlspektren produziert. Ein Algorithmus entwickelte sich an EZRT herausfiltert die Daten über das Material von beiden Bildern. Verschiedene Substanzen können mit sehr hoher Zuverlässigkeit identifizierent werden. Die neue Technologie ist zu Diamanten gerade einiger Millimeter im Kimberliterz an Größe ermitteln fähig? von den Korngrößen bis 50 Millimeter. Zusammen mit Kollegen vom Fraunhofer Institut für Optronik, von den Systems-Technologien und von der Bild-Ausnutzung IOSB in Karlsruhe, arbeiten die Forscher an der vorgerückten Technik des Demomodells. Die Zielsetzung ist, einen Prototyp zu erzielen, der das Erz auf einer voll-automatisierten Basis kontrollieren kann.

Z.Z. verwendet die Diamantindustrie bereits röntgt, um die begehrten Edelsteine zu finden. Der herkömmliche Prozess kann die Diamanten nur an der Oberfläche des Erzes jedoch ermitteln. Die Diamanten, die von X-rays bestrahlt werden und aktiviert sind, strahlen Licht im optischen Spektrum aus. ? Mit besonders reinen Exemplaren arbeitet diese Technologie nicht, weil sie genau diese, die nicht unter Röntgenstrahllicht ausstrahlen ist? erklärt Physiker Jörg Mühlbauer von EZRT. Um die Edelsteine nichtsdestoweniger zu finden, ist es bis jetzt notwendig gewesen das Eruptivgestein in sehr kleine Stücke oben zu brechen. Das verbraucht große Mengen Wasser und Energie. ? Außerdem dort ist auch das Risiko von der Beschädigung das größere? und folglich wertvoller? Diamanten? sagt Mühlbauer.

Schirm anstelle von pulverisieren

Mit dem EZRT Demomodell überschreiten die zerquetschten Felsen durch eine Röntgenmaschine mit einer Geschwindigkeit von drei Metern pro Sekunde. Beide produzierten Röntgenstrahlbilder liefern Daten über die chemische Ordnungszahl der Materialien? die Zahl Protonen im jeweiligen Kern. Diamant ist reiner Carbon, hält ein verhältnismäßig leichtes Element mit dem Ordnungszahl 6. Kimberlit gewöhnlich ein Konglomerat der Kieselsäureverbindungen und der Aluminate. Abhängig von dem Aushöhlungbereich und -grube schwanken die Ordnungszahlen zwischen 12 und 14. Der neue Algorithmus verwendet diese Daten. Er verbindet sie mit den Daten von beiden Röntgenstrahlbildern, trennt die Diamanten vom Kimberlit und zeigt die Auswirkungen auf zwei verschiedene Bilder an.

Diese Methode wird nicht auf die Abfragung der Diamanten begrenzt. Überall dass Materialien identifizierent werden und sauber getrennt werden müssen, ihr Gebrauch, ist möglich. Ein anderes Beispiel ist die Verarbeitung der Industriekohle. Felsen müssen heraus sortiert werden oder der Aschengehalt, der zu einem Minimum gehalten wird. Der Röntgenstrahl? s-Adlerauge könnte die in hohem Grade begehrte seltene Erde sogar finden, die in den alten Mobiltelefonen, in den Computern und in den Fernsehern verborgen werden, um sie zu verwenden. ? Wir wurden zu den Diamanten durch einen Antrag von der Industrie Acht gegeben. Das Demomodell führte erfolgreich die Anfangspraxistests. Jetzt zusammen mit unseren Kollegen von IOSB, beabsichtigen wir, die Technologie zum folgenden Schritt zu nehmen und sie bereit zu bilden zum industriellen Gebrauch. Unser Ziel ist, einen industriellen Prüfungsprozeß zu entwickeln, der einige Tonnen Massenmaterial pro Stunde zum Durchlauf durch das System erlaubt und analysiert wird? Mühlbauer gab an.

Einiges tausend Euro pro Karat

Diamanten gehören zu den teuersten Rohstoffen weltweit. Im Gegensatz zu dem Preis des Goldes, hielt der Diamantindex ein gesundes neues Niveau 2013. Brilliants, Schnitt und verarbeitete rohe Diamanten erzielten Preise einiger Tausenden Euro pro Karat? ungefähr 0.2 Gramm? Ende des Jahres. Die Edelsteine entstehen unter unermesslichem Druck und extrem Hochtemperaturen an den Tiefen von zwischen 150 bis 650 Kilometern. Gasförmiger vulkanischer Felsen und der Kimberlit, die Magma enthält, transportieren die Diamanten zur Oberfläche mit Fragmenten der Erde? s-Umhang, wenn die Vulkane ausbrechen. Die größten Diamantreserven werden in Russland, in Afrika, in Australien, in Kanada und in Brasilien gefunden.