Projekt

OPTEM

Optisch gepumpte Quantenmagnetometer für Transiente Elektromagnetik (OPTEM)

Motivation

Die Sicherung der nachhaltigen und ökologisch verträglichen Versorgung der deutschen und europäischen Industrie mit Rohstoffen, insbesondere Hochtechnologiemetallen, ist eine zu bewältigende gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Neben einer funktionierenden Recycling‐Wirtschaft ist die Primärrohstoffgewinnung aus neuen mineralischen Lagerstätten erforderlich. Hier spielen elektromagnetische (EM) Methoden, welche Informationen über die elektrische Leitfähigkeit geologischer Strukturen in Abhängigkeit von der Tiefe liefern, eine entscheidende Rolle. Um insbesondere tiefliegende Ressourcen zu explorieren, muss die Auflösung der verwendeten Magnetfeldsensoren gesteigert werden. Höchstauflösende Quantenmagnetometer haben das Potenzial, die meist dazu verwendeten Induktionsspulen zu ersetzen, um die Erkundung von mineralischen Lagerstätten in Tiefen von >500 m zu ermöglichen.

Ziele und Vorgehen

Ziel ist die Erforschung innovativer Konzepte für vektorielle optisch gepumpte Magnetometer (OPM) in Erdmagnetfeldumgebung und deren Umsetzung in einen Demonstrator für die transiente EM (TEM) als neues Werkzeug für die Exploration tiefer Rohstoffquellen wie Mineralien, Erdöl und Gas sowie geothermischer Potenziale. Der batteriebetriebene Demonstrator geringer Masse (20 kg) und geometrischer Abmessung soll sich durch ein weißes Rauschen von 100fT⁄√Hz bis hinunter zu 1 Hz und eine Bandbreite von 500 Hz auszeichnen.

Innovation und Perspektiven

OPM als neue Quantensensoren haben das Potenzial, konventionelle und
kryogene Messtechnik in der TEM zu verdrängen. Mit der anvisierten
Leistung werden sich für die neuen OPM weitere Verfahren in der Geophysik, insbesondere luftgestützte, der Archäologie oder der Bio‐ und Medizintechnik eröffnen.