放射性测井之自然伽马测井课件.pptVIP

放射性测井放射性测井是近代核物理学成果在测井工作中的应用。放射性测井方法相对其它测井方法的优点是适用范围广泛，它可以在裸眼井、套管井中、空井、水基和油基泥浆井中进行测量。（1）自然伽马测井（2）自然伽马能谱测井（3）密度测井（4）中子测井（5）脉冲中子测井……1

核物理基础知识一、核衰变及放射性1）原子的结构：原子核（质子+中子）+核外电子2）放射性核素核素：原子核中具有相同数量的质子和中子并在同一能态上的同类原子（同类核素的原子核中质子数和中子数都相同）。放射性核素：不稳定的核素（其结构和能量都会发生改变，衰变成其他核素，并放出射线）。同位素：原子核中质子数相同而中子数不同，但具有相同的化学性质，在元素周期表中占有同一位置。放射性同位素：不稳定的同位素。放射性：不稳定核素原子核自发地释放?、β、?等射线2

3）核衰变核衰变：原子核自发地释放出一种带电粒子，并蜕变成另外某种原子核，同时放出伽马射线。核衰变常数λ：决定于该放射性核素本身的性质，其值越大衰变越快。一种元素经过放射变成另一种元素的过程称为衰变或蜕变。例如Ra→Rn+?(粒子)?衰变2262128886镭氡(注：原子核的表示方法XZAX元素符号，Z为质子数，A为质量数A=N+Z)4)放射性强（活）度一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的核数。放射性强（活）度的单位，1居里(Ci)=3.7×10次衰变/秒105）放射性射线的性质α——He流，极易被吸收，电离本领强，在物质中穿透距离很小。42β——高速运动的电子流，在物质中穿透距离较短。?——频率很高的电磁波或光子流，不带电，能量高，穿透力强。3

6)衰变规律对含有一大堆原子的放射性物质来说，其中某一个原子何时放射衰变完全是偶然的，无法预计的，但是对许多原子的整体来说，某一时刻平均有多少原子发生衰变是符合统计规律的。这一规律是：某一时刻的衰变率dN/dt(单位时间衰变的原子核数)与当时存在的原子核数N，二者成正比即dN/dt=－?N?为衰变系数(比例系数)，负号表示原子核数随时间的增长而减小。积分得到：N=Neo-?tN为最初参与衰变的原子核数(t=0时，N=N)ooN为衰变之中t时刻存在的原子核数4

7）半衰期T以最先参与衰变的原子核数N为基数，衰变成N/2时，经历时间为T，oo即：当N=N/2时所需的时间oN/2=Ne-?T得到T＝ln2/?=0.693/?oo各种物质的衰变系数不同，所以半衰期不同，地质上可利用半衰期很长的元素来确定地层的地质年代。如：元素名称半衰期4.47×101.28×1092U238铀钾钴铯9年年K409Co605.27年30年Cs1375

二、天然放射性的衰变性质1、天然放射性的来历1）成系的(重元素:原子序数81)铀系U23882Pb206(铅)82Pb208(铅)82Pb207(铅)92钍系Th23290锕系Ac22789i)此三系通过?、?衰变，最后达到稳定的铅同位素8P2b206(铅)ii)在?，?衰变的过程中，放出?、?粒子，伴随放出?射线。2）不成系的(中等元素:原子序数30≤Z≤81)主要是钾K3919K4019K4119其中，19K40是不稳定的元素,它随时都可能放出?射线6

2、天然放射性的衰变性质1)天然放射性衰变分为：?衰变、?衰变和?衰变?衰变：放出?射线的衰变。通式为：XZ例如：?衰变A→YA-4+?(两个正电荷)Z-292U238→Th234+?90?衰变：放出?射线的衰变。通式为：ZXZ+1AA→TYh+?(一→个负Pa电荷+)?2342349091例衰如变：：?放衰出变射线的衰变。???射线通常是在?、?衰变的过程中伴随放出的。7

2)?、?和?射线比较射种?射?射?射生原因?衰放出?衰放出?、?衰伴随放出率很高的磁波波3x10-11－10-9cm氦(He)42原子核流高速运的子流波速近似于光速2He4有两个子每个?粒子有一性不两个正荷个能量4－10MeV1MeV0.05－5MeV空气中2.6-11.5cm岩石中10－3cm空气中几十cm岩石中几cm空气中几百cm岩石中几十cm穿透能力井能否利用不能不能能8

三、岩石的天然放射性U?射线ThK9

1、火成岩的放射性几点规律：1)火成岩所含放射性零散而不均匀酸性中性基性超基性2)SiO的含量大浅→→→小深小2颜色放射性元素含量大3)火成岩放射性元素主要是：钍(Th)钾(K)铀(U)镭(Ra)10

2、沉积岩的放射性几点规律：1)沉积岩本身不含有放射性元素，其放射性元素来自火成岩。我们知道机械和化学力的综合侵蚀作用以及搬运产生了沉积岩，由于搬运和沉积的环境不