Нейтроны и связанные с ними явления » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Нейтроны и связанные с ними явления

22.07.2021

Нейтроны представляют собой лишенные электрического заряда частицы, масса которых почти точно равна массе атома водорода. Вследствие отсутствия электрического заряда, нейтроны могут легко проникать через все вещества; невозможно изготовить контейнер, который был бы непроницаем для нейтронов. Нейтроны, используемые в нейтронном кароттаже, образуются при помощи смеси небольшого количества (обычно около 1/3 г) радия или другого элемента, выделяющего альфа-лучи, с бериллием. Альфа-лучи из радиоактивного элемента вызывают разрушение некоторых атомов бериллия, при котором происходит излучение нейтронов со скоростями в несколько тысяч километров в секунду.

Существуют другие методы образования нейтронов, но описанный метод является наиболее удобным для применения его при кароттаже скважин.

Во время движения с очень высокими скоростями нейтроны оказывают небольшое воздействие на разрезы. Они проходят через все материалы, имеющиеся в стволе скважины и в породах, но в результате столкновений с атомами различных элементов разбрасываются или отклоняются от своего первоначального пути. В моменты этих столкновений нейтроны передают часть своей энергии движения встретившимся атомам и, таким образом, постепенно теряют скорость. Нейтроны, двигающиеся с обычной скоростью, характерной для термического перемешивания частиц такой же массы, называются тепловыми нейтронами. Легкие элементы гораздо эффективнее тяжелых в снижении скоростей нейтронов до термических скоростей; водород является наиболее эффективным из всех элементов, так как массы нейтрона и атома водорода практически идентичны. Благодаря эффективности водорода в замедлении нейтронов, вещества, богатые водородом, такие как вода, нефть и парафин, очень резко уменьшают проникновение нейтронов. Даже через такие тяжелые элементы как свинец нейтроны проходят дальше, нежели через богатые водородом вещества.

После того как передвижение нейтронов было замедлено до термических скоростей, нейтроны продолжают хаотически двигаться до тех пор, пока они не будут поглощены атомами различных присутствующих элементов; процесс этот происходит в то время, как кароттажный прибор проходит очень короткое расстояние. Если нейтроны высоких скоростей поглощаются с трудом, то абсорбция тепловых нейтронов, передвигающихся медленнее, происходит довольно легко. Акт поглощения известен как «захват», а гамма-лучи, излучаемые атомами элементов в момент захвата, известны как «гамма-лучи захвата». Нейтронные гамма-разрезы составляются путем регистраций изменений в интенсивности гамма-лучей захвата.

Энергия гамма-лучей захвата различных элементов сильно изменяется, но в общем эти лучи являются более проникающими, чем гамма-лучи, излучаемые радиоактивными элементами. Значительное воздействие на нейтронные гамма-разрезы могут оказать гамма-лучи, выделяемые радием, имеющимся в приборе; на эти разрезы также немного влияют гамма-лучи, выделяемые радиоактивными элементами в породах. Однако наиболее существенные и ценные особенности нейтронного гамма-разреза зависят исключительно от измерений гамма-лучей захвата. Другие виды гамма-лучей являются нежелательными, так как они только затрудняют интерпретацию.

Нейтрон-нейтронные разрезы составляются путем непосредственного измерения концентрации медленных нейтронов. Следовательно, они не подвергаются воздействию гамма-лучей прибора и радиоактивных веществ пород. Благодаря этому при нейтрон-нейтронном методе ошибки в интерпретации, обусловленные изменениями диаметра скважины, исключаются или значительно уменьшаются.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: