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缓发裂变中子测井

/delayed fission neutron logging/
条目作者汤彬

汤彬

最后更新 2024-12-05
浏览 90
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利用中子源向钻孔周围的地层发射快中子,快中子被地层慢化后形成热中子群,热中子引发地层235U发生裂变反应,探测裂变产物经过放射性衰变发射出来的裂变中子的方法。是在井孔中开展的中子测量方法。

英文名称
delayed fission neutron logging
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

缓发裂变中子测井法是直接探测235U裂变效应,属于“直接测铀”的测井方法,以此可以获得缓发裂变中子沿钻孔的分布规律,进而解决沿钻孔分布的地层铀含量计算及其为铀矿储量估算提供所需的基础数据等问题。在235U发生裂变反应全部停止后,裂变产物还在进行放射性衰变(主要是β衰变),衰变过程才放出缓发裂变中子,因此只要移开中子源(或停止发射源中子),此时探测的中子只能是缓发裂变中子,因而不存在区分探测难题。

早在1962年就有人提出利用可携带式中子源实现缓发中子铀矿测井的设想,但早期仅限于理论探讨。1972年后,美国专利发表了缓发中子测井仪方框图及某些修正方法;1976年在有关地球物理杂志上综合发表了工作结果,并指出野外生产的应用情况。1973年中国着手研制测井装置,于1975年秋使用该装置开展了野外钻孔测量实验,但没有详细介绍测井结果。

中子照射铀矿发生裂变反应,其裂变产物中的部分同位素,如87Br、88Br、90Br、137I、139I和95Rb等,经过β衰变后还放出中子,这种中子有别于瞬发裂变中子,故称为缓发裂变中子,简称缓发中子。根据铀的这个特性,如果把装有开关式中子源和热中子探测器(或中子源和热中子探测器分开移动)密封在测井探管中,打开中子源,中子射入含铀地层引起235U发射裂变反应;一段时间后关闭中子源(或移走中子源),一部分裂变碎片(裂变产物)经过放射性衰变(一般为β衰变)后放出缓发中子,中子探测器记录该缓发中子的计数率,并考虑中子源产额,以此可判断该矿层的铀含量。

  • 杨国召,张国光,赵潇,等.基于MCNP的缓发裂变中子衰减时间谱模拟计算.原子能科学技术,2017,51(2):311-318.

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