(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В ГО РНЫХ ПОРОДАХ И РУДАХ
I
Изобретение относится к ядерно-физическому способу анализа горных пород н руд на ртуть и основано на спектрометрии радиационного захвата тепловых нейтронов.
Известен способ нейтронного каротажа (НГК), основанный на измерении интенсивности захватного у -излучения исследуемого элемента в определенном энергетическом интервале, где наблюдается наибольшее превышение интенсивности излучения исследуемого элемента над интенсивностью излучения вмещеющей среды.
Однако на результаты этого способа значительно влияет нейтронзамедляющие свойства среды и, прежде всего, ее переменная влажность.
Цель изобретения - повышение точности анализа путем повышения его помехоустойчивости.
Достигается это благодаря тому, что измерения захватного -у -излучения
ртути производят в двух энергетических интервалах, один из которых соответствует максимальной интенсивности излучения ртути по сравнению с излучением вмешаюшей среды, а другой - минимальной интенсивности излучения ртути по сравнению с излучением вмещающей среды. Мерой концентрации ртути является отношение указанных интенсйвностей.
На чертеже приведены аппаратурные спектры захватного Г -излучения, снятые на бетонной модели скважины.
Бетонная модель скважины состоит из блоков размерами 1,5х1х1м, содержаших различные концентрации ртути, железа, бария и сурьмы. Блок с вмешающей средой имеет следующий вещественный состав, %: SiO 78,СаО 12, О,
Aej,0 2, 50з - 6. ДиаfegOj 2,
метр скважины 76 мм. В качестве датчика использован кристалл Nci3 ( ТС ) размерами 4Ох5О мм в сочетании с ФЭУ-13. Измерения-гпроводились с помошью спектрометра, изготовленного на
базе прибора АИ-8. Захватное -излучение, обусповпенное ртутью, легко меж-; но выделить в интервале энергии 3-6 МэВ (кривая Л ,2). Это условие и определяет выбор первого энергетического окна. В области энергий 6,2 МэВ и выше интенсивность захватного -излучения ( D-v ) на блоке с содержа нием 3,53% ртути {кривая И) становится меньше, чем D на блоке с вмешаюшей средой (кривая X ). Уменьшение 3 в области энергий 6,2 МэВ и выше на рудном блоке .связано, вероятно, как с убылью тепловых нейтронов за счет поИз таблицы видно, что отношение интенсивностей захватного излучения двух различных энергетических интервалов практически не зависит от изменения влажности исследуемой среды.
Использование спектрального отношения в двух указанных интервалах спектра захватного у -излучения ртути гоаволяет существенно повысить пом оустойчнвость НГ-метода и, в частности, значительно уменьшить влияние изменений влагосодержания исследуемых сред, их пористости и геометрических условий
измерений.
Предложенный способ может быть использован также для определения других элементов, обладающих аналогичным характером поглощения нейтронов. Применение способа возможно при выделении и количественной оценке полезного компонента в буровых скважинах, горных выработках, отбитой массе, а также в разного рода породах.
При осушествлении способа производят следующие операции:
градуировку спектрометра известным способом в рабочей области энергий;
глощения их ртутью, так и с ослаблением ОЛ- вмешаЮшай среды за счет эффекта , образования пар в связи с присутствием ртути (элемента с большим атомным весом). Указанная энергетическая область спектра оказывается благоприятной дпя выбора в ее пределах второго энергетического окна.
Сведения о характере измерения отношения интенсивностей захватного излучения двух энергетических интервалов дпя известняка при его важности 5,20 и 30% приведены а таблице.
измерение спектров захватного «т-излучения на эталонных блоках, содержащих различное количество определяемого элемента, и на блоке с вмешактоей средой;
построив зависимость отношений
-f(E-y)i находят два энергетиГ.. .
ческшс интервала, в одном из которых
имеется наибольшее превышение интенсивности У -излучения определяемого элемента над интенсивностью захватного
У -излучения вмещающих пород, а во втором наблюдается наибольшее уменьшение интенсивности захватного JT-илучения. вмещающей породы в присут- . ствии определяемого элемента. Отношение интенсивностей захватного -излучения и выбранных указанным способом энергетических интервалах используется как параметр для выделения и оценки содержания искомого элемента;
контролируя стабильность градуировки спектрометра, производят измерения этого отношения на выбранном объекте. Предложенный способ испытывался в условиях ртутного месторождения при
