Способ количественного определения в горных породах Советский патент 1977 года по МПК G01J5/00 

Изобретение относится к способам количественного определения в горных породах элементов, обладающих свойством резонансного поглощения надгепловых нейтронов, и может быть использовано при поисках, разведке и разработке месторождеНИИ полезных ископаемых.

Известен способ определения в пороипсовых пробах элементов по резонансньпч нейтронам.

Сущность известного способа состоит в том, что порошковую пробу облучают нейтронами изотопного источника; измеряют наведенную радиактивность применяемых резонансных индикаторов и по ее величине судят о содержании в пробе элемента, обладающего свойством резонансного поглощения надтешювых нейтронов. В качестве детектора резрнансных нейтронов используют индикаторы, изготовленные из материала определяемого элемента.

Недостатком известного способа является то, что при проведении исследований в естественном залегании (например, при каротаже) существенное влияние на количество резонансных нейтронов, приходящих к детектору, оказывают нейтронные свойства горных пород (влажность, плотность, наличие нейтронопоглощающих элементов), конструкция осважи гаого прибора и конструкция скважины. Для учета этого влняния необходимо прои водить дополнительные трудоемкие исследования (определять влажность, плотность, химический состав горной породы, строить дополнительные палатки). Поэтому известный сяособ трудно применять для исследований в естественном залегании.

Целью изобретения является разработка способа, исключающего влияние нейтронных свойств среды, конструкдии скважины и аппаратуры на результаты количественного определения в горных породах элементов, обладающих свойством резонансного захвата нейтронов. Для этого измеряют плотность потока нейтронов с энергией, незначительно больщей (напртмер, на 2-10 электронвольт) , чем энергия резонансного поглощения для определяемого элемента и по отноиению двух измеренных потоков судят о концентрации определяемого .

Суйщость изобретения состоит в спедукнце

Известно, что влияние нейтроновых свойств горных пород и руд, конструкции скважяны н другие факторы сказьшается одинаковым образом на резонансные нейтроны при изменении энергии нейтронов от 1 до 100 эв.

Очевидно, что отношение потоков нейтронов двух близко лежащих резонансных энергий практически не зависит от влажности и плотности горной породы, конструкции скважины и ее геометрии, конструкции скважишюго прибора. Для количественного определения в горной породе элемента, обладающего свойством резонансного захвата нейтронов, например индия, необходимо измерить нейтроны щщиевого резонанса ( 1,46эв) и нейтроны близлежащего, но более высокого резонанса, например нейтроны резонансного поглощения серебра (5,4 эв). Энергия дополнительного резонанса должна быть выще энергии главного резонанса определяемого элемента. Резонанс определяемого элемента и дополнительный резонанс не должны перекрлраться. В среде не должны находиться большие кондентращи элементов, обладдющих резонансами, которые перекрываются с допошштельным резонансом. Для уменьщения влияния поглощенных свойств элементов, обладающих поглощением надтепловых нейтронов по закону 1/V (бор, литий и др), энергии резонанса не должны отличаться более, чем в 3-5 раз.

Предложенный способ осуществляют следующкм образом.

Горную породу облучают нейтронами изотопного или импульсного источ}шка. Затем измеряют плотность потока надтепловых нейтронов ( U,) Детектор экранируют фильтром, непрозрачным для тепловых нейтронов и прозрачным для надтепловых. Таким фильтром служит, например, кадмий. Измеряют imoTHOCTb потока надтепловых нейтронов при экранировке детектора фольгой из вещества, подлежащего определению ( U,) Затем вычисляют плотность потока резонансных нейтронов, соответствующих энергии резонансного поглощения,определяемого элемента (Ui -U,). Измеряют плотность потока надтепловых нейтронов при экранировании детектора фольгой из вещества с энергией резонансного захвата большей, чем энергия

резонансного захвата определяемого элемента (ЦЛ Посте этого вьгшсляют плотность потока резонансных нейтронов (Ut-LQ и отнощение г х .Затем по градуировочному графику определяют :онцентрадию резонансного поглотителя в горной породе.

Градуировочный график представляет собой зависимость отнощения . концентрации резонансного поглотителя в горной породе ( например, индия) при различных значениях скорости счета резонанснььх нейтронов с энергией незначительно

больщей, чем энергия резонансного захвата для oпpeдeляe югo элемента (например, резонансные нейтроны серебра).

20Формула изобретения

Qtoco6 количественного определения в горных породах элел ентов, обладающих свойством резонансного поглощения надтепловых нейтронов, основанный на измерении плотности потока нейтронов с энергией резонансного поглощения дан определяемого элемента,отличающийся тем,что, с целью исключения влияния мешающих факторов на результаты определегмя измеряют плотность потока нейтронов с энергией большей,чем энергия резонансного поглоще1шя для определяемого элемеш-а (например, на 2-10 электрон-вольт), и по отношению двух измеренных потоков судят о концент иций определяемого элемента.