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放射性勘探pptppt

归档日期:06-12       文本归类:放射性勘探      文章编辑:爱尚语录

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  各射线、γ能谱测量 可测U、Th和K含量,信息更多,解决更多的地质问题。 2.充分条件: ①.能测量的异常; ②.干扰小,仪器灵敏度高; ③.环境条件允许。 六.应用 1.寻找放射性矿产(U、Th和K); 2.寻找与放射性相关的矿产; 3.破碎带; 4.圈定花岗岩体; 5.分层,确定岩性,煤层; 6.找水; 7.测定密度、孔隙度等; 8.解决环境问题。 七、优点 1.几乎不受环境影响:化学状态、温度、压力和电磁场等; 2.直观,易解释; 3.高效、快捷、方便和成本低。 八、不足 探测深度小。 放射性勘探 (核地球物理勘探 ) 一、放射性勘探 二、理论基础 三、仪器 四、常用测量方法 五、应用条件 六、应用 七、优点 八、不足 一、放射性勘探 ——是以介质的放射性差异为基础,通过观测和研究放射性场的变化规律来解决地质问题的方法. ——放射性场是随机场. ——放射性衰减符合统计规律. 二、放射性勘探理论基础 (一)放射性 1、放射性——某些核素的原子核不稳定,能自发地放出射线而变成另一种核素的原子核,这种现象称为放射性(衰变)。 2、核素——具有确定中子数和质子数的元素,以 表示,X为元素符号,Z为质子数,A为质量数,等于中子数加质子数。 3、元素——具有确定质子数的一类原子。 4、同位素——质子数相同,中子数不同,在元素周期表中占同一位置的元素。 5、放射性核素——具有不稳定原子核的核素。 (二)放射性衰变类型 在放射性衰变中,产生衰变的核素称为母体,经衰变而形成的新核素称为子体。根据衰变效应的差别,可将放射性衰变分为以下几个类型: 1、α衰变 2、β衰变 3、γ跃迁 1、α衰变 α衰变——核内放出α射线的过程。 α射线——带正电的α粒子流。 即 流,带正电,其初速为20000Km/S。 2、β衰变 2、β衰变——核内放出β射线或俘获一个轨道电子的过程。 β衰变包括:β+衰变、β-衰变、电子浮获。β-衰变、电子浮获为天然β衰变的主要形式。 β-射线——高速(接近光速)电子流,带负电。 电子浮获 电子浮获: 质子过剩←获K层电子 β-和电子浮获 β-和电子浮获:可同时进行。 如 3、γ 跃迁 γ 跃迁——原子核从高能级回到低能级, 而发射γ射线的过程。 第三激发能级 第二激发能级 激发态 第一激发能级 ↓ 放出γ射线 基 态 基态 γ射线——波长极短的电磁辐射(γ光子)。 γ跃迁——只改变能量 不改变质量、电荷数 产生γ与β衰变时,可放出γ射线米左右 几cm 几mm 物质穿透力 近光速 小于光速 1/10光速 速度 不同核素,能量不同, 可区分不同元素 小于15 MeV,能谱连续 4-10MeV,不同核素,能量不同 能量 中性 电子 2倍正电子 电性 小 近电子 4倍质子 质量 γ射线 β射线 α射线 射线 (三)放射性核素的衰变规律 在核衰变中,放射性核素中的原子数随时间增长而按指数规律减少。 N0—— 为t=0时的原子核数目 N —— t 时刻该核素的原子核数目 λ —— 称为衰变常数,单位为s-1 (三)放射性核素的衰变规律 1、半衰期 T1/2= 0.69315/λ 2、衰减完 N完=N0/1000 T完=T1/2/10 (四)放射性系列 1、铀、钍、锕铀系? 2、4019K,不成系列。 其半衰期为 1.3×109年。 发生衰变时,可放出γ与β射线、铀、钍、锕铀系 元素 铀 镤 钍 锕 镭 钫 氡 砹 钋 铋 铅 铊 符号 U Pa Th Ac Ra Fr Rn At Bi Pb Tl 质子数 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 铀 镭 系 U → Th Pa↙ U↙ → Th → Ra → Rn → Po → Pb Bi↙ Po↙ → Pb Bi↙ Po↙ → Pb 钍 系 Th → Ra Ac↙ Th↙ → Ra → Rn → Po → Pb Bi↙ → Tl Po↙ → Pb↙ 锕 铀 系 U → Th Pa↙ → Ac Th↙ → Ra → Rn → Po → Pb Bi↙ → Tl Po↙ → Pb↙ (五)射线、α射线)电离——氦核(α射线)与电子碰撞,电子获足够能量,变为自由电子。 (2)激发——氦核(α射线)与电子碰撞,电子获能量不足,电子跃迁到高能级。 (3)核反应——(α,n)反应,产生中子。 2、β射线)弹性散射——能量不变,运动方向变化。 (4)轫致辐射——β射线被物质阻止时,速度下降,一部分能量以电磁辐射出去。 3、γ射线)电子对效应 (六)核辐射测量常用的量及单位 1.放射性活度 处于特定能态的一定量放射性核素在单位时间内发生自发衰变或核跃迁的次数,称为活度A,即A=dN/dt,在SI制中,活度的单位为Bq(=1S-1)。1Ci=3.7×1010Bq 2.物质B的质量分数ωB和质量浓度ρB 物质B的质量mB与混合物质量m总之比称为物质B的质量分数ωB,即 在SI制中,ωB的单位为:%、ppm、ppb,其中1ppm=10-6,1ppb=10-9。 物质B的质量mB与混合物体积V总之比称为物质B的质量浓度ρB,即 ρB的SI制单位有:㎏/m3、g/ m3、㎎/ m3、ng/ m3、g/L 、 ㎎/L 、ug/L。 它们的关系为: 1 ㎏/m3 =1 g/L;1 g/ m3 =1 ㎎/L ;1 ㎎/ m3 =1 ug/L 3.照射量X和照射量率 X=dQ/dm, X的单位在SI制中为C/ ㎏, 在高斯制中为R(伦琴) 1R=2.58*10-4 C/ ㎏ dt时间内的照射量dX与dt之比,称为照射量率 即 照射量率的SI制单位为A/ ㎏,高斯制单位为R/s。常用单位为R/h,及其分数单位γ,1 γ=10-6 R/h。 (七)放射性核素分布 1.主要核素: 铀(U)、钍(Th)、锕(Ac)和钾(K)。 2.核素在岩浆岩中的分布规律: (1).超基性岩→酸性岩,ωB增加。 (2).核素含量与岩浆岩形成时间的关系:新的岩浆岩核素含量较老的岩浆岩大。 3.核素在沉积岩中的分布规律: (1).沉积岩中核素的含量主要取决于泥质的含量、钾的含量和吸附作用的结果。 (2).泥、页岩中核素含量最高。 (3).砂、砂岩中核素含量次之。 (4).白云岩、灰岩中核素含量再次之。 (5).石膏、岩盐中核素含量最低。 4.核素在变质岩中的分布规律: (1).变质岩中核素的含量主要取决于原岩。 (2).在变质岩中,核素一般较分散,含量比原岩低。 5.核素在水中的分布规律: (1).核素在水中的含量一般较低。 (2).氡(Rn)易溶于水,可以解决破碎带问题。 三、仪器 仪器部分省略 四、常用测量方法 (一)γ测量 1、γ总量测量 测量γ总量,主要测214Bi、214Pb、212Pb和208Tl等γ射线的贡献,不能区分U、Th和K)。 2.62MeV 2.0~2.9MeV 钍(Th)道 第三道 30KeV 总道 第四道 0.352、0.609、1.12、1.76、2.20MeV 1.6~2.0MeV 铀(U)道 第二道 1.46MeV 1.3~1.6MeV 钾(K)道 第一道 能谱 阀值 道 道 (二)α测量 1、α径迹测量 (1)原理: α射入绝缘固体→辐射损伤→留下径迹→化学处理→径迹变大→统计单位面积径迹数→正比放射性强度。 (2)工作方法 测量示意图见下图: a.将探测器放入杯子中20天后取出。 b.用NaOH或KOH刻蚀。 c.统计1mm2的径迹数。 d.确定平均值、方差。 e.确定异常下限。 f.异常圈定。 (3)推断解释 2. α卡法(测氡法) (1)制卡片 a.吸附氡子体的218Po和214Po的卡片。 b.原脂渡铝薄膜或自身带静电的材料。 (2)工作方法 测量示意图见下图: a.数小时后取出。 b.测卡的α射线强度。 c.确定异常下限。 d.异常圈定。 e.推断解释。 f.解决地质问题。 五、应用条件 1.必要条件:放射性差异 ①.放射性的共生、伴生矿; ②.不同元素组成的岩矿石具有不同的放射性含量; ③.不同时代形成的岩矿石,放射性含量不同; ④.油、气田具有弱放射性异常; ⑤.构造有放射性异常。

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