放射性測(cè)井之自然伽馬測(cè)井電子教案.ppt

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1、放射性測(cè)井之自然伽馬測(cè)井3）核衰變核衰變：原子核自發(fā)地釋放出一種帶電粒子，并蛻變成另外某種原子核，同時(shí)放出伽馬射線。核衰變常數(shù)λ：決定于該放射性核素本身的性質(zhì)，其值越大衰變?cè)娇?。一種元素經(jīng)過(guò)放射變成另一種元素的過(guò)程稱為衰變或蛻變。例如88Ra226→86Rn212+?(粒子)?衰變鐳氡(注：原子核的表示方法ZXAX元素符號(hào)，Z為質(zhì)子數(shù)，A為質(zhì)量數(shù)A=N+Z)4)放射性強(qiáng)（活）度一定量的放射性核素，在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的核數(shù)。放射性強(qiáng)（活）度的單位，1居里(Ci)=3.7×1010次衰變/秒5）放射性射線的性質(zhì)α——2He4流，極易被吸收，電離本領(lǐng)強(qiáng)，在物質(zhì)中穿透距離很

2、小。β——高速運(yùn)動(dòng)的電子流，在物質(zhì)中穿透距離較短。?——頻率很高的電磁波或光子流，不帶電，能量高，穿透力強(qiáng)。26)衰變規(guī)律對(duì)含有一大堆原子的放射性物質(zhì)來(lái)說(shuō)，其中某一個(gè)原子何時(shí)放射衰變完全是偶然的，無(wú)法預(yù)計(jì)的，但是對(duì)許多原子的整體來(lái)說(shuō)，某一時(shí)刻平均有多少原子發(fā)生衰變是符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的。這一規(guī)律是：某一時(shí)刻的衰變率dN/dt(單位時(shí)間衰變的原子核數(shù))與當(dāng)時(shí)存在的原子核數(shù)N，二者成正比即dN/dt=－?N?為衰變系數(shù)(比例系數(shù))，負(fù)號(hào)表示原子核數(shù)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。積分得到：N=Noe-?tNo為最初參與衰變的原子核數(shù)(t=0時(shí)，N=No)N為衰變之中t時(shí)刻存在的原子核數(shù)37

3、）半衰期T以最先參與衰變的原子核數(shù)No為基數(shù)，衰變成No/2時(shí)，經(jīng)歷時(shí)間為T，即：當(dāng)N=No/2時(shí)所需的時(shí)間No/2=Noe-?T得到T＝ln2/?=0.693/?元素名稱半衰期92U238鈾4.47×109年K40鉀1.28×109年Co60鈷5.27年Cs137銫30年各種物質(zhì)的衰變系數(shù)不同，所以半衰期不同，地質(zhì)上可利用半衰期很長(zhǎng)的元素來(lái)確定地層的地質(zhì)年代。如：4二、天然放射性的衰變性質(zhì)1、天然放射性的來(lái)歷1）成系的(重元素:原子序數(shù)>81)鈾系92U23882Pb206(鉛)釷系90Th23282Pb208(鉛)錒系89Ac22782Pb207(鉛)i)此三系通

4、過(guò)?、?衰變，最后達(dá)到穩(wěn)定的鉛同位素82Pb206(鉛)ii)在?，?衰變的過(guò)程中，放出?、?粒子，伴隨放出?射線。2）不成系的(中等元素:原子序數(shù)30≤Z≤81)主要是鉀19K3919K4019K41其中，19K40是不穩(wěn)定的元素,它隨時(shí)都可能放出?射線52、天然放射性的衰變性質(zhì)1)天然放射性衰變分為：?衰變、?衰變和?衰變?衰變：放出?射線的衰變。通式為：ZXA→Z-2YA-4+?(兩個(gè)正電荷)例如：?衰變92U238→90Th234+??衰變：放出?射線的衰變。通式為：ZXA→Z+1YA+?(一個(gè)負(fù)電荷)例如：?衰變90Th234→91Pa234+??衰變：放出

5、?射線的衰變。?射線通常是在?、?衰變的過(guò)程中伴隨放出的。62)?、?和?射線比較射線種類?射線?射線?射線產(chǎn)生原因?衰變放出?衰變放出?、?衰變伴隨放出實(shí)物氦(2He4)原子核流高速運(yùn)動(dòng)的電子流頻率很高的電磁波波長(zhǎng)3x10-11－10-9cm波速近似于光速帶電性2He4帶有兩個(gè)質(zhì)子兩個(gè)正電荷每個(gè)?粒子帶有一個(gè)負(fù)電荷不帶電能量4－10MeV1MeV0.05－5MeV穿透能力空氣中2.6-11.5cm巖石中10－3cm空氣中幾十cm巖石中幾cm空氣中幾百cm巖石中幾十cm測(cè)井能否利用不能不能能7三、巖石的天然放射性UThK?射線81、火成巖的放射性幾點(diǎn)規(guī)律：1)火成巖所

6、含放射性零散而不均勻2)酸性中性基性超基性SiO2的含量大→小顏色淺→深放射性元素含量大→小3)火成巖放射性元素主要是：釷(Th)鉀(K)鈾(U)鐳(Ra)92、沉積巖的放射性幾點(diǎn)規(guī)律：1)沉積巖本身不含有放射性元素，其放射性元素來(lái)自火成巖。我們知道機(jī)械和化學(xué)力的綜合侵蝕作用以及搬運(yùn)產(chǎn)生了沉積巖，由于搬運(yùn)和沉積的環(huán)境不同，使各種沉積巖的放射性元素的含量產(chǎn)生了差異。2)沉積巖的放射性強(qiáng)度取決于泥質(zhì)含量(粘土含量)原因：a.粘土顆粒細(xì)，具有較大的比面（吸附放射性元素的能力強(qiáng)）b.粘土顆粒細(xì)，沉積的時(shí)間長(zhǎng)（有充分的時(shí)間與放射性元素接觸）c.粘土沉積物中有含鉀礦物（如：水云母

7、、正長(zhǎng)石等)3)沉積物的顏色由淺→深，其放射性強(qiáng)度由小→大。4)隨鉀含量的增大，放射性強(qiáng)度增大。5)孔隙度?和滲透率減小，放射性強(qiáng)度增大。103、變質(zhì)巖的放射性變質(zhì)巖的放射性取決于變質(zhì)巖的源巖正變質(zhì)巖：由火成巖變質(zhì)而來(lái)副變質(zhì)巖：由沉積巖變質(zhì)而來(lái)例如某井：正片麻巖副片麻巖角閃巖榴輝巖蛇紋巖大小自然伽馬11第一節(jié)自然伽馬測(cè)井GammaRayLoggingGR測(cè)井是以研究巖層天然放射性為基礎(chǔ)，進(jìn)而研究巖層性質(zhì)和有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的一種測(cè)井方法12一、自然伽馬測(cè)井原理GR測(cè)井儀工作原理13一、自然伽馬測(cè)井原理1)?射線探測(cè)器探測(cè)到地層的?射線，并將?射線變換成電脈