Neues spektroskopisches Mess-System verbindet Fluoreszenz- und Hyperspektral-Bildgebung

Dr. Margret Fuchs (HZDR) und Dr. Jan Beyer (TU Freiberg) am Labor- Messaufbau.
Über drei Jahre hinweg wurde in dem vom EIT RawMaterials an der TU Bergakademie und dem Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie Freiberg finanzierten Verbundprojekt InSPECtor ein integriertes Spektroskopie-Messsystem für laserinduzierte Fluoreszenz- und hyperspektrale Bildgebung entwickelt.

Mithilfe des neuartigen Mess-Systems ist eine effizientere, berührungslose und zerstörungsfreie Kartierung geologischer Proben hinsichtlich der Selten-Erd-Verteilung mit hoher räumlicher Auflösung möglich.

Das integrierte Spektroskopie-System ist auch für andere Partner in der EIT RawMaterials-Community von Interesse und darüber hinaus für diejenigen, die sich mit dem Thema Exploration und Bewertung von Rohstoffressourcen befassen. Für den europäischen Rohstoffsektor ist auch die Fähigkeit einer effizienten Identifizierung von Seltenen Erden wichtig, um Importabhängigkeiten dieser kritischen Rohstoffe zu verringern.

Im Projekt wurden die wissenschaftlichen Labor-Untersuchungen zur Fluoreszenz-Spektroskopie an Selten-Erd-haltigen Mineralen am Institut für Angewandte Physik durchgeführt und in enger Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie Freiberg und der Freiberg Instruments GmbH mit Hyperspektralkameras des finnischen Projektpartners SPECIM zu einem integrierten Mess-System vereinigt. Die Proben zur Charakterisierung und Demonstration wurden vom finnischen geologischen Dienst GTK zur Verfügung gestellt.

Die Resultate des Projekts tragen zur Innovationsfähigkeit des europäischen Rohstoffsektors bei, da das entwickelte Mess-System auch in zukünftige Lösungen und Projekte integriert werden kann, zum Beispiel in Form einer möglichen Kombination von Emissions- und Absorptionsspektroskopie mit anderen Sensorsystemen. Ein hohes Potenzial wird im Zusammenspiel mit anderen Sensoren für die Spektroskopie gesehen, wie beispielsweise. mit Raman- oder Röntgenfluoreszenz oder mit Sensoren, die einen Blick unter die Bohrkernoberfläche ermöglichen. Weitere Entwicklungen können eine Drohnen-basierte Exploration mit dem integrierten Spektroskopie-System ermöglichen und dann Multisensorlösungen für Drohnen ergänzen.

Die zeit- und kosteneffiziente Technologie kann aber auch die Online-Prozesskontrolle ganz anderer Materialien bzw. Materialströme unterstützen, wie z.B. die Überwachung oder Materialsortierung im Recycling (Qualitätskontrolle, Prozesskorrektur). Die neuen Analyseoptionen bieten außerdem mittelbare Vorteile für weitere geowissenschaftliche Bereiche (in der Strukturgeologie als ergänzende Informationen zur Erforschung, Entstehung und Differenzierung lithologischer / geologischer Einheiten, Provenienzanalysen, Seltene Erden als Tracer / Fingerprinting in Materialzyklen).

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Fragen beantwortet / Contact: 
Dr. Jan Beyer, Institut für Angewandte Physik, jan.beyer@physik.tu-freiberg.de