放射性地球物理第5章伽玛能谱测量

《放射性地球物理第5章伽玛能谱测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、放射性地球物理核技术与自动化工程学院概述定义：采用携带式γ能谱仪，通过现场同时测量岩石中铀、钍、钾含量来勘查矿产和解决地质问题的方法称为“γ射线能谱测量”，简称为“γ能谱测量”。第5章伽玛能谱测量－应用核技术与自动化工程学院－与自然γ总量测量方法不同，γ能谱方法测量记录的是铀、钍、钾特征谱段的γ射线，因此可区分铀、钍、钾，故能解决较多的地质问题。γ能谱测量是最为成熟的天然核方法之一，目前，除在地面应用以外，γ能谱测量技术尚被应用于航空测量、井下测量，形成了航空γ能谱测量技术、γ能谱测井技术。铀系、钍系和钾所释放的γ射线的能量具有显著差别。岩石上实测铀系、钍系和钾的

2、γ射线能谱图铀系释放的1.76MeV的γ射线、钍系释放的2.62MeV的γ射线、钾释放的1.46MeV的γ射线对铀、钍、钾来说是特征的，即这三种特征能量的γ射线可以作为分别识别和测定铀、钍、钾的标志。一、γ能谱测量原理对于同时含有铀、钍、钾的岩石，采用能谱仪，设置测定1.76、2.62、1.46MeV的三个能窗进行测量，各能窗测量的计数可以表征为：式中：ai、bi、ci（i＝1，2，3）称为换算系数，分别表示单位含量的平衡铀、平衡钍、钾在不同测量窗内产生的计数率（单位分别为cpm／10-6U、cpm／10-6Th和cpm／％K），可以通过在铀、钍、钾三种标准模型上

3、刻度时获得的9个方程来确定。测量铀、钍、钾1.76、2.62、1.46MeV的三个能窗一般设置为：1.66～1.87MeV；2.41～2.81MeV；1.37～1.57MeV一、铀、钍、钾含量及其比值的计算当不研究钾含量的变化时，可用简便的两道地面γ能谱仪，选择两个合适的γ谱段，根据测量结果，就可列出如下方程组1、岩石和土壤中铀、钍含量的测定：谱仪1道（铀道）和2道（钍道）的计数率：换算系数，分别表示在射线饱和条件下，单位含量的平衡铀、钍在1道和2道的计数率。式中通常分别称为1道和2道钍的铀当量，比值称为铀钍的能谱区分系数。C值越大，方程组的解越稳定。一、铀、钍、

4、钾含量及其比值的计算采用三道或四道地面γ能谱仪，选择三个合适的γ谱段，根据测量结果，就可列出如下方程组2、岩石和土壤中铀、钍、钾含量的测定第5章伽玛能谱测量Ni各道净计数一、铀、钍、钾含量及其比值的计算如果将谱段选择得使镭、钾的射线不会进入钍道，钾不进入镭道，此时，简化为2、岩石和土壤中铀、钍、钾含量的测定一、铀、钍、钾含量及其比值的计算如果考虑到计数率太低会影响精度，则钍道道宽不宜太窄，此时进入钍道的镭组射线，就不能忽略不计，即a2≠0，在此情况下2、岩石和土壤中铀、钍、钾含量的测定一、铀、钍、钾含量及其比值的计算镭道一般选1.76MeV为其中间位置。对于钍系元

5、素，其主要全能峰为2.62MeV,选此峰为其中间位置作为钍道。钾道一般都选为1.46MeV全能峰为其中间位置。3、铀、钍、钾测量道的选择道宽的大小，应选择适当，既要考虑上述原则，又应使被测全能峰整个包括在内，而相邻峰又被排除在外为原则。一般应使道宽略大于所选全能峰的能量与探测器能量分辨率的乘积（取该乘积的整数）。一、铀、钍、钾含量及其比值的计算能谱仪器测量道宽选择示例：两台能谱仪器，其对137Cs的能量分辨率分别是15％和10％，其对测量道宽选择结果如下。3、铀、钍、钾测量道的选择分辨率（％）钾道宽度MeV铀道宽度MeV钍道宽度MeV计算建议计算建议计算建议150

6、.220.250.2650.300.390.40100.1460.200.1760.200.2620.30铀、钍、钾测量道的选择国外著名测井公司伽玛能谱能窗选择方案单位KUTh阿特拉斯1.37-1.551.56-1.952.4-2.85斯仑贝谢1.1-1.61.6-2.02.0-3.0美能源部1.32-1.5751.65-2.392.475-2.765二、换算系数的测定换算系数是能谱仪器可以准确确定铀，钍，钾含量的基础。系数是否准确，直接影响能谱测量的质量，当系数不准确时，会使铀，钍，钾含量的计算发生系统误差。概述换算系数是在已知准确含量的铀、钍、钾便准模型上确定

7、的。目前确定系数的方法有：室内模型法、野外逆推法。二、换算系数的测定标准模型：为了把仪器测量结果直接表示成含量单位（％，g/t等），以及测定γ能谱仪的换算系数，需要制备γ射线达到饱和厚度的标准源。这类标准源具有一定的体积，习惯上称其为标准模型。1、标准模型简介（1）密封模型结构：用铁皮制成圆柱形或方形密封箱子，其内装入含量已经准确确定的铀（或钍、或钾）矿粉。水泥将矿粉固结成块，表面用环氧树脂层密封。模型可由一大块构成，也可由多个小块堆积构成（积木式模型）。二、换算系数的测定标准模型种类：一般有平衡铀模型、平衡钍模型、铀－钍混合模型、钾模型、零值模型五种。1、标准模

8、型简介（2