UAV-alustainen radiometrinen mittaus

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "UAV-alustainen radiometrinen mittaus"

Teija Koskinen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 UAV-alustainen radiometrinen mittaus Testimittaus Kolarin Rautuvaarassa Heikki Salmirinne, Pertti Turunen, Tero Niiranen, Eija Hyvönen Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemi

2 Sisältö Radiometrinen säteilymittaus gammaspektrometrilla Rautuvaaran rikastushiekka-allas testikohteena UAV-alustaiset mittaukset Maanpintamittaus käsispektrometrilla Tulosten vertailua Yhteenveto 2

Radiometrinen säteilymittaus gammaspektrometrilla Gammaspektrometrin toiminta perustuu radioaktiivisen hajoamisen yhteydessä syntyvien γ-pulsien määrän mittaamiseen energiaasteikolla

3 Radiometrinen säteilymittaus gammaspektrometrilla Gammaspektrometrin toiminta perustuu radioaktiivisen hajoamisen yhteydessä syntyvien γ-pulsien määrän mittaamiseen energiaasteikolla Mittaustuloksina: Totaalisäteily [pulssia/s] Kaliumpitoisuus [%] Uraanipitoisuus [eppm] Toriumpitoisuus [eppm] mittausaika mittausaika Nuklidi Säteilylähde Ikkuna/MeV Totaali K 40 K U 214 Bi Th 208 Tl

4 Gammasäteilyn mittaukseen vaikuttavia tekijöitä Gammaspektrometrin Ilmaisimen (kiteen) koko ja ominaisuudet vaikuttavat tulosten laatuun Kuinka hyvin ilmaisin pystyy absorboimaan gammasäteilyn Kuinka tarkasti ilmaisin pystyy erottamaan säteilyn energiatason Lentokorkeus Etäisyyden kasvaessa kaksinkertaiseksi gammavuon leviää nelinkertaiseen tilavuuteen Lentokorkeuden kasvaessa myös efektiivinen mittausalue kasvaa ja mittauksen spatiaalinen resoluution pienenee Mittausaika Säteilymittausten tilastollinen luonne! Mittausajan kasvattaminen parantaa laatua Liikkeessä tehtävässä lentomittauksessa mittausaika on kuitenkin yksi hankalimmin säädeltäviä parametreja Säteilylähteen koko ja muoto vaikuttavat sekä säteilyn intensiteettiin että pitoisuuteen 4

5 Gammasäteilyn mittaukseen vaikuttavia tekijöitä Ilman radon pitoisuus Radon esiintyy sekä uraanin että toriumin hajoamissarjassa Aiheuttaa ongelmia erityisesti eu-pitoisuuden määrittämisessä Jos ilman radonpitoisuus on korkea, se kasvattaa mittauksen antamaa eu-pitoisuutta Maan ja ilman vesipitoisuus vesipitoisuus vaimentaa yleensä tehokkaasti gammasäteilyä ja pienentää määritettyjä K-, euja eth pitoisuuksia 5

6 Rautuvaara testikohteena Rikastushiekka-allas n. 0.8 km 2 Mittauslinjat: Linjaväli 50 m Koko alue, yhteensä 14.4 linja_km lentokorkeudella 2 m Keskeinen anomalia-alue myös lentokorkeuksilla 5 ja 10 m 6

7 Rautuvaara testikohteena Rikastushiekka-allas topografian vaihtelu n. 10 m Kuva: Heikki Salmirinne Kuva altaan eteläosasta 7

8 Rautuvaaran rikastamolla prosessoidut malmit Esiintymä Louhintavuodet Rikastetut metallit Malminlouhinta (t) Rikasteen määrä (t) Rikastehiekan määrä (t) Rautuvaara Fe, Cu Hannukainen Fe, Cu, Au Saattopora Au, Cu U-Th oksideja Pahtavuoma Cu, Ag Cu, Ag Cu, Ag Pahtavuoma tot Juomasuo 1992 Co, Au tot U-Th oksideja Viite: Puustinen, K Suomen kaivosteollisuus ja mineraalisten raaka-aineiden tuotanto vuosina , historiallinen katsaus erityisesti tuotantolukujen valossa. Geological Survey of Finland, Report M10.1/2003/ p. 8

UAV-alustainen radiometrinen mittaus Radai Oy Kuva: Heikki Salmirinne Lentolaite: Terrain Scout 3.2 quadrokopteri Quad-copter Terrain Scout 3.

9 UAV-alustainen radiometrinen mittaus Radai Oy Kuva: Heikki Salmirinne Lentolaite: Terrain Scout 3.2 quadrokopteri Quad-copter Terrain Scout 3.2 Engine type: 4 x electric engine Power source: Batteries (LiPo) Mass: 8 kg (12 kg w batteries) Payload: up to 5 kg Flight speed: 0-10 m/s Flight time: at least 60 min w/o payload up to 40 min w 3.5 kg payload 9

UAV-alustainen radiometrinen mittaus Gammaspektrometri: Georadis D230A www.georadis.

10 UAV-alustainen radiometrinen mittaus Gammaspektrometri: Georadis D230A Georadis D230A Detector 2 x BGO, 104 cm 3 Spectrometer 2 x 1024 channel Energy range kev Power Li-ion 7.2 V/2200 mah Size 145 x 78 x 269 mm Weight 3.5 kg GPS accuracy ±2 m 10

Kuva: Heikki Salmirinne UAV-alustainen radiometrinen mittaus UAV -mittaukset kahtena ajankohtana 29.6-1.7.

11 Kuva: Heikki Salmirinne UAV-alustainen radiometrinen mittaus UAV -mittaukset kahtena ajankohtana & Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m Lentonopeudet 3-4 m/s Spektrometrin mittausaika 5 s Pisteväli ~ m 11

12 UAV -mittauksesta Lentokorkeudesta: Lentokorkeuden ylläpito perustui barometriseen korkeudenmääritykseen ei käytännössä toiminut hyvin alueen korkeusmalli ei ilmeisesti ollut täysin ajan tasalla (?) tai ilmanpaine koneen ympärillä mahdollisesti häiriöllinen (?) turvalliseksi minimilentokorkeudeksi valikoitui 5 m Osa alueesta mitattiin 5 ja 10 m lisäksi myös lentokorkeudella 30 m Lentoajoista: Lokakuun mittauksissa lentoajat yhteensä noin 1 h 15 minuuttia Keskeinen laajempi alue (8.7 linja_km) mitattiin n. 37 minuutissa 12

Vertailumittaus käsispektrometrilla RS-230 BGO Super-Spec (Radiation Solutions Inc.) Myydään myös tyyppimerkinnällä RT-30 www.georadis.

13 Vertailumittaus käsispektrometrilla RS-230 BGO Super-Spec (Radiation Solutions Inc.) Myydään myös tyyppimerkinnällä RT-30 RS-230 BGO Super-Spec Detector 1 x BGO, 103 cm 3 Spectrometer 1 x 1024 channel Energy range kev Power 4 x AA batteries Size 259 x 81 x 96 mm Weight 2.04 kg GPS external GPS integration via bluetooth 13

Kuva: Raija Pietilä Vertailumittaus käsispektrometrilla Maastomittaus RS-230 -spektrometrilla 29-30.6 2016 Yhteensä n. 19.

14 Kuva: Raija Pietilä Vertailumittaus käsispektrometrilla Maastomittaus RS-230 -spektrometrilla Yhteensä n linja_km Mittauskorkeus cm Kävelynopeus n. 1 m/s Totaalisäteilyn rekisteröintiväli 5 s Pisteväli n. 5 m U, Th ja K arvojen rekisteröintiväli 10 s Pisteväli n. 12 m Kokonaismittausaika n. 8 h 14

Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10-30 cm

15 Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus cm UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittauskorkeus 5m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 15

16 Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 5m UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittauskorkeus 10 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 16

Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m 29.

17 Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittauskorkeus 30 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 17

18 Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m UAV -mittaus: Totaalisäteily Mittauskorkeus 30 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 18

Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Uraani Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10-30 cm

19 Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Uraani Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus cm UAV -mittaus: Uraani Mittauskorkeus 5 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 19

Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Uraani Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m 29.

20 Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Uraani Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m UAV -mittaus: Uraani Mittauskorkeus 30 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 21

Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Torium Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10-30 cm

21 Tulosten tarkastelua Maastomittaus: Torium Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus cm UAV -mittaus: Torium Mittauskorkeus 5 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 22

22 Tulosten tarkastelua UAV -mittaus: Torium Mittaukset kahtena ajankohtana Mittauskorkeus 10 m UAV -mittaus: Torium Mittauskorkeus 30 m Lentokorkeudet 5m, 10m ja 30m 24

23 Johtopäätöksiä UAV-alustainen totaalisäteilyn mittaus Tulokset käyttökelpoisia (ehkä) jopa 30 metrin lentokorkeudella K-, U- ja Th ikkunoissa mitattujen gammapulssien määrät eivät tilastollisesti riittäviä Tästä huolimatta 5 m korkeudella mitattu U-ikkunan anomaliat korreloivat kohtuullisesti maastomittauksen kanssa 10 ja 30 metrin korkeudella mitatut tulokset satunnaisia 25

24 Johtopäätöksiä Kehitettävää: Tarkka korkeuden mittaus on oltava osa mittausjärjestelmää Suurempi ilmaisin tarvitaan luotettaviin K, eu ja eth määrityksiin 2 litran BGO kide painaisi n kg >>> liian painava UAV:lle? 2 litran NaI kide painaisi n kg >> liian painava UAV:lle? Mittausraportti saatavissa GTK:n Hakku palvelun kautta: Pirttijärvi, M Radai's UAV based radiometric measurements at Rautuvaara mine in Kolari. Survey Report, , Radai Oy. 25 p. 26

25 In The End 27

Samankaltaiset tiedostot

Magneettiset testimittaukset miehittämättömällä lentolaitteella (UAV) Rovaniemellä

Magneettiset testimittaukset miehittämättömällä lentolaitteella (UAV) Rovaniemellä 2015-2016 Maija Kurimo & Heikki Salmirinne Geologian tutkimuskeskus SISÄLTÖ Mittaukset Tulokset Tulosten keskinäistä vertailua