【7A文】核辐射测井.ppt

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1、核辐射测井目录第一部分原子核物理的基本知识和概念第二部分核辐射测井的核物理基础第三部分核辐射测井的岩石核物理基础原子的表示方法原子质量单位：是以碳的同位素12C为标准确定的，即1个原子质量单位u为12C静止质量的1/12，也就是1u=mc/12=1.660566×10-27kg。质子质量为：1.00758u。中子质量为：1.00887u。XAZ元素符号原子序数质量数XA第一部分：原子核物理的基本知识和概念定义：具有特定原子序数（即质子数或核电荷数）、质量数（即核子数）和核能态，而且其平均寿命长到足以被观察到（

2、一般长于10-10s）的一类原子。另一种定义：具有一定数目的质子数和中子数，且处于同一能态的一类原子。二、核素三、同位素定义：一种元素由几种质子数相同而中子数不同的核素组成，这几种核素就称为同位素。分类：同位素分为放射性同位素和非放射性同位素。定义：某种核素在其天然同位素混合物中所占的原子核数目的百分比称为该核素的丰度四、丰度放射性定义：核素按有无放射性可分为：放射性核素：稳定核素：六、放射性原子核自发发射各种射线的性质。原子核能自发发生变化的核素。不能自发发生变化的核素。α射线：由高速运动的氦原子核（称为α粒子

3、）组成的。它的穿透能力最低（在岩石中只有0.001cm），但电离作用最强。原子核自发发射α粒子的转变，称为α衰变。发生α衰变，原子核原子序数Z减少2，质量数A减少4。在核辐射测井中，利用α粒子与某些原子核的相互作用可制造中子源。七、放射性射线及性质β射线：是高速运动的电子流。它的穿透能力比α射线强(在金属中为0.09cm)，但电离作用比α粒子弱。原子核自发发射β射线的转变，称为β衰变。发生β衰变后，原子核的原子序数改变一个单位，质量数不变。在核辐射测井中，利用某些发射β射线的核素作为井间监测示踪剂。γ射线：是波长

4、很短的电磁波。它的穿透能力最强，电离作用最弱。原子核自发发射γ射线的转变，称为γ衰变。发生γ衰变后，原子核的原子序数和质量数均不变。γ射线能穿透几十厘米的地层、水泥环、套管和下井仪器的外壳。这一特性使得它成为核辐射测井主要得探测对象。1、定义：原子核自发的放出各种射线而转变为另一种核素的过程。八、放射性衰变如果我们用N(t)表示时刻t存在的原子核数，那么在时刻t到t+dt之间发生衰变的原子核数dN就应当和N(t)及dt成正比，即-dN∝N(t)dt-dN=λN(t)dt九、简单放射性衰变的基本规律对上式积分并令t

5、=0时的原子数为N0，则有：这就是原子核衰变的基本规律：原子核衰变遵循指数衰减规律。原子核衰变的指数规律是原子核本身固有的性质，只和它的内部状态有关。外界因素如高温、高压、强磁场、电场等都不能改变原子核这种指数衰变特性。不同的放射性核素的λ不同，即衰变速度不同。N(t)=N0e-λt必须指出：原子核衰变规律是一个统计性规律，只有在原子核的数目足够大时才是正确的，否则没有意义。这是因为核衰变是自发的，对于一个核来讲纯属偶然，只有大数目的原子核才遵循统计规律。定义：衰变规律公式中的常数λ，反映了原子核衰变速度的快慢，

6、称之为衰变常数。表达式：-dN/dt的意义：表示在时刻t的单位时间内发生衰变的原子核数，它与当时存在的原子核数N(t)成正比的。十、衰变常数λ=dNdt/N(t)_衰变常数λ的确切物理意义：表示一个原子核在单位时间内发生衰变的几率。衰变常数λ量纲：[T]-1，通常用秒-1或分-1。不同的放射性核素具有不同的衰变常数λ。指数衰减规律反映了原子核衰变的“共性”，衰变常数反映了各种原子核的“个性”。定义：放射性原子核衰变到数量减少一半所经过得时间。表示符号：T1/2意义：表示原子核衰变的快慢。T1/2和λ都表示原子核衰

7、变的快慢。十一、半衰期T1/2=ln2λλ=0.693可见：原子核的半衰期与衰变常数成反比关系，即半衰期长，衰变常数就小；半衰期短，衰变常数就大。原因：在单位时间内发生衰变的几率越大，原子核得衰变就越快，原子核总数减少一半的时间自然也就越短。定义：就是指一种放射性原子核平均能够生存的时间，通常用τ表示。十二、平均寿命定义：把单位时间内一个放射源发生衰变的原子核数称为放射性活度，也称放射性强度，通常用符号A表示。十三、放射性活度A=λN=A=λN=λN0e-λt=A0e-λtA0称为初始放射性活度。放射性活度的单位

8、：①由于历史原因，习惯上采用居里（Ci）作为放射性活度单位。它的定义是：一个放射源如果在每秒内产生3.7×1010次衰变，这个放射源的放射性活度即为1居里，即②放射性活度的国际单位是贝可勒尔，简称贝可，记作Bq。它的定义是：放射源每秒产生一次衰变为1贝可，1Bq=1s-1。③二者关系：1Ci=3.7×1010Bq第二部分核辐射测井的核物理基础本章主要介绍：伽马射线与物质的