7.4.4 Метод наведеної активності (мна)
Метод базується на вивченні штучної радіоактивності, яка виникає при опроміненні гірських порід нейтронами або гама-квантами. За періодом напіврозпаду штучних радіоактивних ядер та енергії їх гама-випромінювання визначають радіоактивний ізотоп, що виник, а відповідно, і початковий ізотоп гірської породи, із якого він утворився. За інтенсивністю гама-випромінювання радіоактивних ядер знаходять концентрацію відповідних початкових елементів у гірській породі.
Активація ядер може здійснюватися як швидкими, так і повільними нейтронами або гама-квантами високих енергій.
В методі наведеної активності використовують установку, яка складається із джерела нейтронів або гама-квантів і детектора гама-випромінювання, який віддалений від джерела на велику віддаль (1,5-2 м), щоби інтенсивністю гама-випромінювання радіаційного захоплення біля детектора можна було знехтувати.
В залежності від періоду напіврозпаду ізотопу, який визначається МНА, дослідження проводять у неперервному русі приладу по свердловині або поточково. У першому випадку джерело знаходиться попереду і “наводить” штучну радіоактивність, а індикатор рухається за джерелом і реєструє наведену активність. Швидкість руху приладу підтримується постійною. Точку реєстрації відносять до середини детектора. Такий спосіб можливий лише у випадку наведення в породі переважно одного ізотопу з невеликим періодом напіврозпаду.
Якщо у породі утворюється декілька ізотопів у рівних кількостях, а також у випадку одного ізотопу з періодом напіврозпаду в декілька хвилин і більше, проводять дослідження з нерухомим приладом – по точках. Свердловинний прилад опускають на таку глибину, щоби джерело розміщувалося напроти точки, яка підлягає дослідженню. Після деякого часу, достатнього для активації намічених ізотопів, прилад швидко переміщують на віддаль, яка дорівнює інтервалу між джерелом та індикатором, і останній встановлюють точно напроти опроміненої точки. Подалі вимірюють інтенсивність гама-випромінювання з декількома затримками часу після закінчення опромінення або неперервно реєструють зміну в часі наведеної активності за допомогою реєстратора. Вимірювання продовжують на протязі часу, який дорівнює приблизно періоду напіврозпаду найбільш довгоживучого із досліджуваних ізотопів. Приблизно таким же вибирають час опромінення t.
Дані про інтенсивність наведеної активності (після вирахування природної гама-активності) обробляють з метою визначення періоду напіврозпаду та активності всіх ізотопів, які помітно активуються.
Рисунок 7.15 - Виділення бокситів за даними гамаметрії і методу наведеної активності
1 – крива АГМ, 2 – крива ефекту наведеної активності, що відповідає вмісту Al2O3 у бокситів; довжина зонда 1,5 м, швидкість 40 м/ч
Перехід від значень початкових активностей ізотопів до концентрації елементів гірської породи здійснюють на базі перехідних коефіцієнтів, які отримані за даними досліджень моделей пластів з відомою концентрацією елементів і з конструкцією свердловини. З метою розділеного визначення вмісту в породах елементів, що утворюють ізотопи з близькими періодами напіврозпаду, ефективно використовується гама-спектрометрія з застосуванням імпульсних нейтронних генераторів.
МНА застосовують для виділення в розрізі свердловини руд і оцінки концентрації таких елементів, як алюміній, мідь, марганець, фтор (рис. 7.15).
Рисунок 7.16 - Приклад виділення берилієвих руд за даними фотонейтронного метода (берилометрія)
1 – граніти, 2 – берилієва руда
Крім розглянутих радіоактивних методів розроблені і впроваджені у практику геологорозвідувальних робіт радіометричні та ядерно-фізичні методи для вирішення окремих геологічних завдань, зокрема, метод радіоактивних ізотопів, фотонейтронний або берилометричний метод, рентгено-радіометричний (рентгеноспектральний) метод та інші (рис. 7.16).