Порядок виконання роботи

В таблиці 4.1 наведені нейтронні константи для ядер (молекул) хімічних елементів (окислів), що складають гірські породи, а також їх відносні атомні (молекулярні) маси. В таблицях 4.2 і 4.3 наведено хімічний склад відповідно досліджуваних та навколишніх пластів.

Використовуючи дані, наведені в таблицях, необхідно визначити макроскопічні перетини розсіювання та поглинання нейтронів для досліджуваних та навколишніх пластів даного хімічного складу (по варіантах).

Зробити висновок про можливість застосування нейтронних методів дослідження для виділення даних пластів (із врахуванням їх хімічного складу).

Таблиця 4.1- Нейтронні константи елементів та окислів

Елемент (окисел)	Відносна атомна (молекулярна) маса	Мікроскопічний перетин, барн
		σ_р	σ_п
H Li B C J Na Mg Al Si P S Cl K Ca Mn Fe Ag Cd In Gd Au Hg Al₂O₃ CO₂ CaO Fe₂O₃ FeO H₂O K₂O MgO MnO₂ P₂O₅ SiO₂ TiO₂ Na₂O	1 7 11 12 16 23 24 26 28 30 32 35 39 40 55 56 108 112 115 157 197 201 101.9 44.01 56.08 159.7 71.85 18.02 78.2 40.32 70.93 142 60.06 79.9 61.99	38 1.4 4 4.8 4.2 4 3.6 1.4 1.7 5 1.1 16 1.5 3.2 2.3 11 3.6 7 2.2 - 9.3 20 15.4 13.2 13.2 34.6 15.2 44.92 7.2 7.8 6.5 42 10.1 14.4 12.2	0.328 70 758 0.00378 0.0002 0.515 0.063 0.241 0.14 0.2 0.52 33.8 2.07 0.44 13.2 2.62 62.5 2537 194 46000 98.6 365 0.43 0,0049 0,43 4,86 2,43 0,66 3,94 0,059 12,6 0,38 0,13 5,6 1

Таблиця 4.2-Хімічний склад досліджуваних пластів

№ в-ту	SiO_2, %	Al₂O_3, %	Fe₂O_3, %	FeO, %	TiO₂, %	MnO_2, %	P₂O₅, %	C, %	MgO, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	3.5 7.2 6,6 22 9,5 25,3 25,5 28 10,8 15,3 15,3 10,8 15,3 15,3 10,8 8,7 5,3 - 16,7 15,3 33 12,4 2,7 8,7 25,5 16,4 3 8,7 9,5 18,3	- 12 - - 5,3 2,5 - - 45,2 - 54,5 - 2,5 - - 2,7 2,5 16 5,9 3,5 5,2 7,2 - 2,3 - 35,9 6,2 - - 2,7	3.9 2.4 6,6 14,3 9 - 25,3 2,7 - 2,5 2,5 - - 2,5 - 2,3 - 5,5 - - 40,6 5,6 - - 2,5 5,9 64,2 - - -	7.8 5.6 - - 2,2 - 12,5 - 2,7 54,5 3,3 45,2 - - 2,7 - - 5,9 4,8 - 7 2,6 10,8 - - 12,8 2,8 60,2 13,4 -	- - 44,6 19,8 50 - 10,2 35,2 - - - 2,7 - 6 12,3 - - - 54,5 - - - 18 2,7 - - 6 2,7 9,5 -	14 13.8 11,8 5,8 9,5 34,5 5,8 10,8 18 2,8 5,9 12,3 64,5 2,8 8 46,8 12,8 - 2,5 44,8 6,8 18,7 22,3 20,8 13,1 - - 12,3 48,9 52,3	41.6 18.7 17,8 31,8 13,4 12,8 6,2 12,3 12,3 - 2,5 18 2,8 64,5 2,3 11,7 5,9 2,8 - 13,5 3,9 13,8 35,2 12,3 6,6 3,5 2,5 2,5 2,2 14,8	5.2 9.8 8,8 3,7 - 5,9 3 8,7 8,7 5,9 16 2,3 5,9 6,2 55,2 17 57,5 54,5 - 6,9 - 9,8 2,3 18 34,5 - - 7,8 9 5,9	24 30.5 3,8 2,6 1,1 19 11,5 2,3 2,3 19 - 8,7 9 3 8,7 10,8 16 15,3 15,6 16 3,5 29,9 8,7 35,2 17,8 25,5 15,3 5,8 5,3 6

Густина породи – 2,35 г/см³

Таблиця 4.3 – Хімічний склад навколишніх пластів

№ в-ту	SiO_2, %	Al₂O_3, %	Fe₂O_3, %	FeO, %	TiO₂, %	MnO_2, %	P₂O₅, %	C, %	MgO, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	41.6 30.5 44.6 51.8 51,1 58.3 50.5 58 66 64.5 69.8 53.2 64.5 64.2 55.2 55.2 56,5 54.8 54.5 46.5 41.6 29.5 50.2 55.2 60 50.5 64.2 60.2 59.5 69.8	- 12 - - 5.3 2.5 - - - - - - 5.5 - - 2.7 2.5 16 5.9 2.5 5.2 7.2 - 2.3 - - 6.2 - - 2.5	3.9 2.4 6.6 14.3 9 - 0.3 2.7 4.5 5.5 2.5 - - 2.5 - 2.3 - 4.5 - - 25.7 5.6 - - 2.5 5.9 3 - - -	7.8 5.6 - - 2.2 - 12.5 - 2.7 4.5 - 10,8 - - 2.7 - - 5,9 2.8 - 14.8 2,6 10,8 - - 12.8 2.8 8,7 13.4 -	- - 6,6 19,8 9,5 - 9,2 5,2 - - - 2,7 - 6 12.3 - - - 16,7 - - - 18 2,7 - - 6 2,7 9,5 3	5 13,8 11,8 5,8 9.5 4,5 5,8 10,8 18 3.3 5,9 12,3 15,3 2.8 8 8.? 12.8 - 2.5 15.3 7,8 18,7 7.3 5.8 12.8 - - 12,3 - -	3.5 18,7 17,8 2 13,4 12,8 6,2 12,3 17,8 - 2,5 8 2,8 15,3 2,3 12,3 5,9 3,5 - 13,3 3.9 13,8 2,7 12.3 5,9 2,5 2,5 2.5 3.3 12.8	5,2 9,8 8,8 3,7 - 5,9 3 8.7 8,7 5.9 19.3 2.3 5,9 6,2 10,8 8 5,3 - - 5,9 - 9,8 2,3 ІЗ _ 2,8 - 7,8 9 5.9	33 7,2 3.8 2,6 - 16 12,5 2,3 2,3 16,3 - 8,7 6 3 8,7 10,8 17 15,3 17,6 16,5 5,4 12,8 8,7 8,7 18,8 25,5 1-5,3 5,8 5,3 6

Густина породи – 2,21 г/см³

4.5 Контрольні запитання.

1. Взаємодія нейтронів з речовинами. Фізична суть процесів.

2. Параметри, що характеризують імовірність ядерних реакцій, одиниці їх виміру, інтервал зміни значень.

3. Елементи з аномальними мікроскопічними перетинами розсіювання та поглинання нейтронів.

4. Основні залежності для визначення перетинів розсіювання та поглинання нейтронів.

4.6 Література.

1. Добринин В.'М..Вендельвтейн Б.Ю..Кожевников Д.А. Петрофи-зика.-М..Недра, 1991.

2. Кобранова В.Н. Петрофизика.- П.,Недра, 1986.

3. Кобранова В.Н..Извеков Б.И. и др. Определениепетрофизичес-ких характеристик по обзразцам.- М., Недра, 1977.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

ВИЗНАЧЕННЯ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕТЕКТОРІВ ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ

Мета роботи

Вивчити принципи визначення та вибору робочих характеристик газорозрядних і сцинтиляційних детекторів гамма-випромінювання.

Завдання

1. Визначити плато лічильника Гейгера-Мюллера, побудувавши залежність зареєстрованої інтенсивності гама-випромінювання від напруги, що подається на детектор.

2.Визначити чутливість газорозрядного і сцинтиляційного детекторів при оптимальних режимах їх роботи.

Теоретичні відомості

Дія всіх детекторів ядерного випромінювання, в тому числі і детекторів гама-випромінювання, базується на ефектах іонізації або збудження атомів чутливої речовини.

В газорозрядних детекторах використовується іонізаційний метод реєстрації ядерних випромінювань, який полягає у вимірюванні електричного струму, що виникає після іонізації газу зарядженою частинкою. Конструктивно газонаповнений лічильник (рис.5.1) складається із заповненого газом (переважно скляного) балону 1, в якому розташовано два електроди. Внутрішня стінка балону напилюється графітом, вольфрамом чи міддю і служить катодом 2:по осі балону розміщується анод 3 у вигляді металевої нитки.

На лічильник подається постійна напруга 300-1200В. В якості газового наповнювача балону використовують інертний газ з парами високомолекулярних органічних сполук (спиртів, ефірів) чи галогенів (хлор,бром). Тиск газу в балоні складає близько 10⁴Па.

При взаємодії гама-квантів з матеріалом катода (фото-, комптон-ефект) утворюються електрони, які під дією електричного поля рухаються до анода, іонізуючи на своєму шляху молекули газу. Заряджені частинки (іони та електрони), рухаючись до відповідних електродів, викликають появу в детекторі іонізаційного струму.