Способ определения сурьмы в подземных скважинах в условиях сложных руд Советский патент 1975 года по МПК G01V5/00 

ИзОбретение относится к области ядерной геофизики и может применяться для определения сурьмы в подземных скважина.х в условиях сложных руд на сурьмяных месторождениях.

Для этих целей в настоящее время используются гамма-гамма (ГГК) и рентгено-радиометричегкий (РРК) способы.

При совместном нахождении в рудах сурьмы, ртути, бария и свинца определение сурьмы гамма-гамма методом в подземных скважинах становится невозможным в связи с мешающим влиянием сопутствующих элементов.

Известный рентгено-радиометрический способ имеет ряд недостатков, основными из которых являются малая глубинность (до 1см), что делает его малопредставительным в условиях неравномерного оруднения, и сложность электронной аппаратуры в связи с предъявляемыми требованиями высокой стабилизации ее параметров. Кроме того, из-за близости атомных номеров сурьмы и бария (, Zi)a 56) определение сурьмы методом РРК в подземных скважинах весьма затруднено и требует применения специальных приемов (использование фильтров Росса или экранов, надеваемых как на источник, так и на детектор излучения), а это не зсетда технически выполнимо.

Для обеспечения однозначного определения содержания сурьмы в разрезах скваж 1н в условиях сложных руд в присутствии ртути, бария и свинца и увеличения глубинности по

предлагаемому способу используют эффект резонансного поглощения нейтронов ядрами сурьмы с применением для повышения избирательности комбинированного кадмий-индиевого фильтра, позволяющего выделить из общего потока нейтронов, приходящих к детектору, те нейтроны, энергия которых лежит в области наиболее низкоэнергетического резонанса сурьмы. Предлагаемый способ позволяет решить

наиболее важный вопрос - однозначное определение содержания сурьмы в разрезах скважин в условиях сложных руд в присутствии ртути, бария и свинца. Вместе с тем предлагаемый способ, обладая глубинностью

50 см, обеспечивает больщую представительность и объективность оценки при неравномерном оруднении, характерном для месторождений сурьмы.

Как известно, дифференциальный поток замедляющихся нейтронов в непоглощающих средах пропорционален величине /, т. е.

dE

Ф(E)dE

30 При наличии поглощения поток нейтронов будет пропорционален вероятности избежания резонансного захвата, которая, в свою Огередь, за1висит от сечения поглощедия среды. Усредненное но спектру / ceqeiij-ie носит название резонансного интеграла (нижняя граница усреднения принимается раьной энергии отсечки кадмиевого фильтра). Из сравнения величин резонансных ВСличин резонансных интегралов сурьмы {155 барн/ ато.м), ртути (73 барн/атом), бария (9 барн/ атом) и свинца (0,1 барн/атом) видно, что поглощающие свойства горных пород и руд по отнощению к нейтронам резонансной области энергий будут онределяться наличием в «их сурьмы. Единственным элемепто.м, который может вызвать погрешность в определении сурьмы в условиях сложных руд. является ртуть. На фиг. 1-4 приведены графики, поясняющие предлагаемый спосОб. 11онеречные сечения взаимодействия lieйтpoнoв с ядрами сурьмы и ртути при различных энергиях бомбардирующего нейтрона, приведены на фиг. 1 и 2, соответственно. Значительную -часть в резонансном интеграле ртути составляет вклад поперечного сечения в области энергий нейтронов 0,4-2 эв. Это связано с характером функций (нри малых Е величина больше и, соответственно, больше величины а(Е) 1/Е). Кроме того, само сечение взаимодействия нейтронов, с ядрами ртути при этих энергиях сравнительно велико (при увеличении энертий нейтронов от 0,4 эв до 2 эв сечение пзгимодействия нейтронов с ядра.ми ртути монотонно убывает от 90 до 25 барн/атол1). Для того, чтобы устранить из общего потока нейтронов, приходящих к детектору скважинного прибора, те нейтроны, энергии которых лежат в интервале 0,4-2 эв, предлагается нрименить, в дополнение к кадмиевому фильтру индиевый фильтр. Та-ким о:бразом коМбинирО:Ваниый фильтр, надеваемый на детектор нейтронов, представляет собой две сложенные вместе фольги: первая из кад.мия толщиной 0,7-1 мм, а вторая из индия толщиной 1,5--2 мм. Зависимость пропускания (Т ) такого фильтра (нри толщине мм и /:и 1,5 мм) от энергии нейтронов (ц) приведена на фиг. 3, откуда видно, что нейтроны с энергиями, меньщими 2 эз, будут проходить через него. Наличие резонансных ликов у индия при энергиях 3,8 эв и 9,1, не оказывая существенного влияния на чувствительность способа, увеличивает избирательность, позволяет выделить из общего Потока именно те нейтроны, которые несут больщую информацию о сурьме за счет «выедания ею потока в области энергии первого резонанса с -рьмы (Z;pea 6,2 эв). Кадмий-индиевый ком1бинированный фильтр позволяет исключить мешающее определению сурьмы влияние содержаний ртути до 0,3%, что видно из данных, приведенных па фиг. 4. По оси а бсцисс отлол ены содержания ртути и сурьмы, а по оси ординат величина А I ,, - - (здесь У - интенсивность потока неитронов, приходящих к детектору скважинного прибора при нахождении последнего в рудной зоне, /о - то же, на безрудной .породе). Фор ,м у л а и 3 о б р е т е н и я Способ определения сурьмы в подземных скважинах в условиях сложных при полшщи интегральных каротажных радиометров, отличающийся тем, что, с целью измерения мощности сурьмяного оруднения и качественного определения сурьмы в присутствии свинца, бария и )тути, из общеао потока };ейтроноБ выделяют ге nciiiponbi, энергия которых находится в области наиболее ннзкоэнергетического резог анса сурьмы, при помощи кадмии-ипдиезого филы р а с голтциной кадмиевой фольги 0,7-1 мм, и по интепсивности гютока нейтронов этого энергетического иптерзала гудят о содержаи ; сурьмы.

WOO ,- т г --

.

075as 0.25495626

Фvг.3