Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
гос 2012 готовый.docx
Скачиваний:
8
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
9.53 Mб
Скачать

1. Фотонейтронний (гамма-нейтронний) метод в ядерній геофізиці

15.ГНМ оснований на фотонейтронній реакції (, n) і полягає у вивченні потоків фотонейтронів, які виникають при опроміненні гірської породи гамма-квантами. На відміну від активаційного методу, в якому вторинне випромінювання реєструється після опромінення, в ГНМ вторинне нейтронне випромінювання вимірюється при опроміненні проб. Важливою особливістю методу є те, що реєстроване випромінювання (n) суттєво відрізняється від первинного (). Це забезпечує високу чутливість і простоту аналізу.

Іншою характерною особливістю методу є його селективність, існування певного енергетичного порогу реакції для кожного ізотопу, що визначається енергією зв’язку нуклонів у ядрі. При енергії гамма-квантів нижче порогової, реакції не відбувається. Із зростанням енергії гамма-квантів вище порогової перетин реакції зростає, досягаючи максимуму, а потім знову падає, практично до нуля. Для більшості ядер порогова енергія рівна 612 і більше МеВ, але для берилію і дейтерію вона дорівнює відповідно 1,67 і 2,23 МеВ, тобто може бути реалізована за допомогою природних і штучних гамма-джерел.

Джерелом гамма-випромінювання для аналізу на берилій є ізотоп 124Sb, що має гамма-випромінювання в жорсткій частині спектру, яке дорівнює 1,69 МеВ, та періодом напіврозпаду в 60 діб.

Оцінка вмісту берилію основана на прямій залежності зареєстрованого потоку нейтронів N і концентрацією берилію C:N=kC, де k – коефіцієнт перерахунку. Для опробування руд берилію використовують портативні переносні прилади. Їх основними елементами є джерело гамма-випромінювання, сцинтиляційний датчик теплових нейтронів, які поділені свинцевим екраном. Поріг чутливості цих приладів порядку n10-4 %.

Імпульсні нейтронні методи. Сутність їх полягає в опромінюванні гірської породи короткочасними імпульсами швидких нейтронів, які слідують один за одним через певні інтервали часу Т. Поміж імпульсами виконується вимірювання щільності теплових нейтронів в імпульсному нейтрон нейтронному методі (ІННМ) або викликаного нейтронами гамма-випромінювання в імпульсному нейтронному гамма-методі (ІНГМ).

Для імпульсного нейтронного каротажу використовується установка, яка складається з імпульсного свердловинного генератора нейтронів та індикатора нейтронів, або гамма-квантів. Вимірювальну установку вмикають через певний час t після закінчення нейтронного імпульсу і виконують вимірювання протягом t часу. Час t має назву часу затримки, а t – часовим вікном.

Змінюючи t при постійному t, отримують залежність зареєстрованої щільності нейтронів або інтенсивності гамма-випромінювання від часу. Це дозволяє оцінювати процес зменшення нейтронів або гамма-квантів при збільшенні часу їх проникнення в породу і визначити величину - середній час життя теплових нейтронів. Він залежить від поглинаючих властивостей середовища, які визначаються складом елементів із високим перетином захоплення теплових нейтронів, насамперед, хлору, а також ряду інших елементів (бор, ртуть, марганець тощо). Тому цей метод дуже ефективний при встановленні нафто-водного контакту за різницею вмісту NaCl, а також при оцінці вмісту ряду поглинаючих елементів при пошуках рудних родовищ.