Laboratorium Tomografii i Spektroskopii

umożliwia przeprowadzanie unikalnych badań układów porowatych metodami magnetycznego rezonansu jądrowego według najwyższych światowych standardów, dodając do nich własne rozwiązania innowacyjne do pomiarów dyfuzji, chronione patentami US, JP and European i międzynarodowymi zgłoszeniami patentowymi.
Laboratorium NMR jest wyposażone w nowoczesne skanery firmy Magritek GMBh:

• 2MHz NMR Rock Core Analyzer z systemem dyfuzyjnym, desygnowany do badań układów porowatych, w szczególności skał łupkowych i typu tight.
• 24MHz Tomography system umożliwiającą wykonywanie kompletnych eksperymentów tomograficznych 1-3D.
• Rock core pressure system – przystawka do pomiarów w symulowanych warunkach ciśnienia pozwalający na badanie próbek przy ciśnieniach do 6000 psi (~41.4MPa) i temperaturze do 150 stopni Celsiusza
• 22MHz NMR-MOUSE umożliwiający badanie obiektów w obecności wysokich pól gradientowych (22T/m) i rozdzielczości do 10um.
• Skaner NMR służy do badania obiektów pod względem ilościowym i jakościowym. Umożliwia wyznaczenie zawartości wody i węglowodorów.Zaprojektowany jest do badania dowolnych obiektów porowatych lub układów biologicznych. Badanymi obiektami mogą być: rdzenie skalne, próbki ziemi, biologiczne (owoce, warzywa, rośliny, nasiona, małe zwierzęta, tkanki), ponadto próbki farmaceutyczne, chemiczne, spożywcze i inne.
  Każda próbka badana jest w dwóch niezależnych warunkach:
  • po standardowym suszeniu w 70 stopni Celsjusza,
  • jak również po saturacji dokonanej w komorze próżniowej, co umożliwia obserwacje sygnału pochodzącego od naturalnie występujących faz zawierających wodór (występujących szczególnie w obrębie porów izolowanych), jak też sygnału pochodzącego od całej przestrzeni porowej. Dopuszczalna wielkość badanych obiektów to maksymalnie 5 cm średnicy i długości dla eksperymentów 1D, przy częstotliwości rezonansowej 2MHz dla 1H, co koresponduje ściśle z badaniami otworowymi metodami NMR. Pomiary 2D i 3D można przeprowadzać dla obiektów o średnicy do 6 cm, przy częstotliwości rezonansowej 24 MHz.

W eksperymentach 1D, 2D i 3D możemy określić przykładowo następujące parametry i własności ośrodka, posługując się pomiarem czasów relaksacji podłużnej (T1), poprzecznej (T2) oraz dyfuzji (D):

• Porowatość oraz jej rozkład (PSD: Pore Size Distribution)mierzona z minimalnym czasem echa 40 µs. Indeksy zawartości wody swobodnej i związanej: FFI, BVI, CBW, T2 Cut- off – jako kluczowe parametry brane pod uwagę przy kompleksowych interpretacjach układu porowego.
• Przepuszczalność – określana z rozkładu porów, na podstawie modeli, np. modelu Coates.
• Określanie rodzajów płynów oraz estymacja zawartości węglowodorów w skale wraz z rozdzieleniem poszczególnym faz węglowodorowych na podstawie różnic w dyfuzji: generowanie map 2D (po 1D i 2D transformacji Laplace’a) rozkładów czasów relaksacji T1, T2 i współczynnika dyfuzji D: D-T2, T2-T1, T2-T2, również w wersji przestrzennej (Spatially Resolved T2).
• Określanie profili nasycenia i przestrzennych profili rozkładów porów.
• Określanie ciśnień kapilarnych wraz z rozkładami gardzieli porów.
• Generowanie i analiza obrazów 2D i 3D w klasycznych eksperymentach obrazowania (PD – Proton Density) oraz ważonych dyfuzyjnie (DWI – Diffusion Weighted Imaging). Wykonywanie i analiza eksperymentów obrazowania tensora dyfuzji(DTI – Diffusion Tensor Imaging) w sposób klasyczny oraz korzystając z opatentowanej metody BSD-DTI.
• Badanie sygnału pochodzącego od komponentów stałych zawierających wodór.
• Przeprowadzanie porównań teksturalnych skał na podstawie czasów relaksacji poprzecznej (T2).Eksperymenty relaksacyjne T2 możemy wykonywać z niezwykle krótkim czasem echa od 40 us i liczbie 120000 ech. Jest to bardzo istotny parametr w szczególności dla układów nano-porowych. Natomiast obrazy tomograficzne możemy rejestrować z rozdzielczością przestrzenną do 150 um x 150 um.