奥地利科学基金会资助地球深部钻探新技术

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	奥地利科学基金会资助地球深部钻探新技术
	刘文浩
	2017-09-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	18
语种	中文
领域	地球科学
栏目	前沿研究动态
中文关键词	科学基金 ; 资助 ; 新技术
中文摘要	地球深部研究已经成为近年来国内的研究热点，如何实现向更深部的钻探技术也是各国研究的焦点。2016年4月麻省理工学院科学家曾开发出了毫米级射频钻探技术，可以利用回旋震荡管发射的毫米级射频波穿透坚硬的岩石，使岩石融化蒸发。2017年8月21日，奥地利科学基金会（Austrian Science Fund FWF）称资助了一项新的深部钻探技术，可以通过使用微波辐照来改善钻探方法，使传统钻探过程更加容易，并且更加节约能源。
情报分析_信息来源性质	学会/协会
情报分析_信息来源机构	奥地利科学基金会（Austrian Science Fund FWF）
情报分析_机构类别	学会/协会
情报分析_信息来源国家	奥地利
情报分析_信息类别	前沿研究动态
情报分析_研究主题	地球深部钻探新技术
情报分析_研究内容	深部钻探中，例如花岗岩等坚硬岩石的破碎是一个消耗大量时间和能量的过程，无论是单独采矿还是隧道的掘进中其都是必须面临的难题。完整的岩石开采需要几个步骤，首先要在紧致的岩石中制造一些裂缝，使其成为单独的碎片，然后才可以将其移除。在采矿史上，这个关键的第一步往往是利用火来加热使得岩石裂开。然而，在最近由奥地利科学基金会资助的一个跨学科项目中，莱奥本矿业大学（Leoben University of Mining Sciences）的研究人员突破性的采用微波对岩石进行了加热，实现了岩石破裂的新方法。研究人员表示，在破碎岩石的过程中需要创造更多的表面，但是仅有少部分能量可以进入岩石的裂缝，其余大部分能量被损失，而且目前采用的机械破碎的方法也造成了巨大的能源浪费。结合生活中微波加热食物的经验，研究人员提出用微波对岩石进行加热。但是，这种加热强度输出功率在25 kW，比微波炉产生的能量高出25倍。研究人员通过计算机模拟，计算了整个加热过程中的电磁过程、辐射和电磁波的传播，基于这些计算推算了花岗岩的升温效果。由于花岗岩硬度较高，而且组成物质长石、石英、云母具有不同的物理性质和热量极限，且电性能也有所差异，因此在进行微波加热前必须进行计算。此外，研究人员还将这些组分的临界应力水平与岩石温度的变化情况进行了比较，从而找出岩石何时能够断裂并产生所需裂缝。同时，研究人员利用短时间的强短脉冲和持续低强度的脉冲进行了比较，发现在同样能量输出的情况下，短脉冲具有更好的效果。研究人员称，在实际实施中可能存在消防安全等方面的问题，但是从纯粹的技术角度来看，该技术将有助于地球深部研究的进一步深入。
原文题名	Using microwaves to break up rock saves energy
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180753
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘文浩. 奥地利科学基金会资助地球深部钻探新技术. 2017.