Нейтроны бүртгэл. Худаг бэлтгэх аргууд

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Нейтроны каротаж, түүний сортууд нь геофизикийн судалгааны цацрагийн аргуудад хамаарна. Илэрсэн цацрагийн төрлөөс (нейтрон эсвэл гамма фотон) хамааран энэ технологийн хэд хэдэн өөрчлөлт байдаг. Цооногийн тоног төхөөрөмж нь ижил төстэй зохион байгуулалттай байдаг. Нейтрон каротаж нь газрын тос, хийн агуулсан формацийн хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг болох сүвэрхэг байдлын коэффициентийг тодорхойлох, түүнчлэн усан санг агуулагдах шингэний төрлөөр нь хуваах боломжийг олгодог.

Геофизикийн судалгааны арга

Геофизикийн хувьд чулуулгийг судлах хэд хэдэн аргыг ашигладаг бөгөөд эдгээрийг цахилгаан (цахилгаан соронзон) ба цахилгаан бус гэсэн 2 том бүлэгт хувааж болно. Эхний бүлэгт дараах аргууд орно:

• Төвлөрөөгүй датчик бүхий судалгаа: o илэрхий эсэргүүцлийн арга; o бичил туршилт; o эсэргүүцэл; o одоогийн бүртгэл.
• Төвлөрсөн датчикийн аргууд: oхажуугийн мод бэлтгэх; o ялгаатай бүртгэл.
• Цахилгаан соронзон техник: o индукцийн бүртгэл; o долгионы цахилгаан соронзон бүртгэл; o цооногийн радио долгионы арга.
• Цахилгаан химийн идэвхийг хэмжих арга: o аяндаа чиглүүлэх потенциалын арга; o электродын потенциалын арга; o өдөөгдсөн боломжит арга.

Хоёр дахь бүлэгт дараах технологи орно:

• Сейсмоакустик аргууд: o акустик бүртгэл (эргэсэн долгионы аргыг оруулаад); o босоо худгийн профиль хийх; o Хөндлөн худгийн акустик дамжуулалт; o газар хөдлөлт.
• Цөмийн физикийн аргууд.
• Дулааны бүртгэл.
• Соронзон судалгааны аргууд: o цооногийн соронзон хайгуул; o соронзон мэдрэмтгий байдлын бүртгэл; o цөмийн соронзон бүртгэл.
• Цооногийн таталцлын хайгуул.
• Хий ба механик мод бэлтгэл.

Радиометрийн аргууд

Цөмийн физикийн судалгааны аргуудад маш олон төрлийн технологи орно:

• гамма цацрагийн бүртгэл (байгалийн цацраг идэвхт байдлын хэмжилт);
• гамма-гамма-арга;
• нейтроны аргууд;
• шошготой атом технологи;
• идэвхжүүлэх гамма арга.

Эдгээр аргууд нь худгийн огтлолцсон геологийн тогтоцыг судлах хүчирхэг хэрэгсэл юм. Эдгээр нь чулуулагт агуулагдах бодисын атомын цөмөөс ялгарах ионжуулагч цацрагийн параметрүүдийг хэмжихэд суурилдаг. Акустик бүртгэлтэй адил радиометрийн аргуудбайгалийн ба хиймэл талбайг (цацраг) хэмждэг аргуудад хувааж болно. Цацраг идэвхт бөөмсийн хувьд хамгийн их нэвтрэх чадвартай - нейтрон (n) ба гамма квантуудыг ашигладаг.

Нейтроны технологийн мөн чанар

Нейтроны каротаж нь геофизикийн судалгааны аргуудын нэг бөгөөд хурдан нейтроны урсгалын нөлөөнд суурилдаг. Үүний үр дүнд тэд удааширч, тараагдаж, чулуулагт шингэдэг.

Нейтроны бүртгэлд зориулсан нүхний датчик нь дараах үндсэн нэгжүүдийг агуулна:

• цацраг идэвхт цацрагийн эх үүсвэр;
• бөөмийн тоолуур (n эсвэл гамма квант);
• эх үүсвэрээс детектор руу шууд цацрагийг оруулахгүй шүүлтүүр.

Чулуулгийн нейтроны шинж чанар

Чулууг мөргөх үед хурдан нейтронууд атомуудтай харилцан үйлчлэлцсэний улмаас удааширч энерги алддаг. Энэ төлөвт тэдгээр нь бодис дотор тархаж, химийн элементийн атомуудын цөмд миллисекундын фракцаар баригддаг.

Хамгийн хүчтэй зохицуулагч бол устөрөгч юм. Нейтроны дулааны төлөвт хүрэхээс өмнө туулдаг богино зам нь устөрөгчийн өндөр агууламжтай чулуулгийн шинж чанартай байдаг (газрын тос, усаар ханасан сангууд, талстжих ус ихтэй эрдэс бодисууд).

Чулуулгийн дараах нейтроны шинж чанаруудыг ялгадаг:

1. Хурдан удаашрах арганейтроныг дулааны төлөвт шилжүүлэх (бөөмийн энерги нь чулуулгийн молекул ба атомуудын дулааны хөдөлгөөний дундаж кинетик энергийн утгад ойртдог).
2. Диффузын урт (дулааны нейтрон үүссэн газраас түүнийг шингээх хүртэлх зам).
3. Дулааны төлөвт бөөмсийн амьдрах хугацаа.
4. Чулуун дахь тархалтын индекс.
5. Бөөмийн шилжилтийн урт (сааталт ба тархалтын үед туулсан нийт зай).

Практикт эдгээр шинж чанарыг нөхцөлт нейтрон сүвэрхэг байдлын коэффициент ашиглан үнэлдэг.

Сортууд

Нейтроны бүртгэл нь 2 үндсэн шалгуураар ялгаатай хэд хэдэн төрлийн судалгааг агуулдаг:

• Цацрагийн эх үүсвэрийн ажиллах горим: o суурин аргууд; o импульсийн аргууд (голчлон худгийн яндангийн дараа ашиглагддаг).
• Бүртгэгдсэн хоёрдогч цацрагийн шинж чанар: o n-нейтрон каротаж (атомын цөмөөр тархсан чулуулгийн бодисын n тоог хэмжих); o нейтрон гамма арга (ɣ n-ийг барьж авснаас үүсэх цацраг); o нейтрон идэвхжүүлэлтийн бүртгэл (ɣ-n-ийг шингээх явцад ялгардаг хиймэл радионуклидын цацраг).

Бүртгэлийн өөрчлөлт нь детекторын төрөл (гелий, сцинтилляц, хагас дамжуулагч тоолуур) болон хүрээлэн буй шүүлтүүрээс голчлон хамаарна. Хайгуулын цооног өрөмдөхөд заавал хийх судалгааны иж бүрдэлд суурин аргууд орно.

Нейтрон-нейтрон техник

Геофизикийн судалгааны энэ арга нь эхнийчулуулгийн нейтроны шинж чанар бөгөөд 2 сорттой: дулааны эсвэл эпитермаль нейтроны бүртгэл. Сүүлчийн энерги нь атомуудын дулааны энергиээс арай их байна.

Бүх элементүүдийн дундах устөрөгч нь зөвхөн тархалтын геометрийн хувьд төдийгүй нейтронтой мөргөлдөх үед энергийг алддаг ч гажиг юм. Хийн агуулахууд нь ус, тосоор ханасан сангуудтай харьцуулахад илүү их уншилтаар тодорхойлогддог, учир нь тэдгээрт агуулагдах устөрөгчийн хувийн агууламж бага байдаг.

Газрын тос, хийн агуулахын сүвэрхэг чанар их байх тусам эпитермаль n аргын заалт бага байна. Нейтрон-нейтрон бүртгэлийн явцад олж авсан өгөгдөл нь сүвэрхэг байдлын коэффициентийг тооцоолох боломжийг танд олгоно. Эпитермаль тоосонцрын мэдрэгч багассан тул энэ аргын статистикийн нарийвчлал бага байна.

Дулааны нейтроныг цацраг идэвхт эх үүсвэрээс эпитермээс илүү урт замаар зайлуулж, дундаж наслалт нь хлор, бор, газрын ховор элементийн агууламжтай урвуу пропорциональ хамаарлаар тодорхойлогддог. Хлор нь давсжилт ихтэй формацийн усанд агуулагддаг. Газрын тос, хий агуулсан чулуулаг нь дулааны тоосонцорыг удаан хугацаагаар хадгалдаг онцлогтой. Энэ шинж чанар нь дулааны n-ээр хэмжих нейтрон-нейтрон аргын зарчмын үндэс юм.

Нейтроны гамма цацрагийн бүртгэл

Нейтроны гамма-цацрагны судалгаа нь дулааны n-ийг барих явцад үүсдэг гамма цацрагийг хэмждэг. Уст давхаргууд нь газрын тос агуулсан устай харьцуулахад 15-20% -иар илүү их уншилтаар ялгагдана.(ижил сүвэрхэгтэй). Өмнөх аргуудаас мэдэгдэхүйц ялгаа нь өрөмдлөгийн шингэний давсжилт ихсэх тусам энэ технологийн уншилт нэмэгддэг.

Нейтрон-гамма каротаж нь чулуулгийн байгалийн цацраг идэвхт дэвсгэрийг мөн бүртгэдэг тул үр дүнг тайлбарлахын тулд залруулгын хүчин зүйлсийг нэвтрүүлсэн. Газрын тос, хийн цооногуудад энэ аргыг нейтрон-нейтрон техниктэй ижил зорилгоор ашигладаг - янз бүрийн устөрөгчийн агууламжийн дагуу чулуулгийг ялгах, сүвэрхэг байдлын коэффициентийг тодорхойлох, хий-шингэн, ус-газрын тосны контактыг тодорхойлох. бүрээстэй худаг. Мөн хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулдаг n болон гамма цацрагийг илрүүлдэг хосолсон аргууд байдаг.

Импульсийн технологи

Импульсийн бүртгэл нь богино хугацааны интервалаар (100-200 микросекунд) нейтрон ялгаруулахад үндэслэсэн нейтрон судлалын аргуудын нэг төрөл юм. Мөн энэ технологийн 2 өөрчлөлт бий:

• дулааны n-ийн бүртгэл;
• цацрагийн ɣ-квантын хэмжилт.

Эдгээр параметрийн аль нэгийг 2 цагийн утгыг бүртгэснээр усан сангийн чулуулаг дахь дулааны нейтроны дундаж ашиглалтын хугацааг олж авна. Энэ нь зарим химийн элементүүд байгаа эсэхийг шүүх боломжийг олгодог. Уст давхарга нь газрын тос, байгалийн хийн сангуудтай харьцуулахад удаан хугацааны хоцрогдолтой харьцуулахад мэдэгдэхүйц бага заалттай байдаг.