地球物理测井

地球物理测井第1页，课件共22页，创作于2023年2月按其探测射线的不同，可分为：伽马测井：GR测井自然伽马能谱测井放射性同位素测井地层密度与岩性密度测井中子测井：中子—中子中子伽马非弹性散射伽马能谱测井中子寿命测井等。第2页，课件共22页，创作于2023年2月§6-1伽马测井的核物理基础一、核衰变及其放射性1、原子核的结构

元素的原子序数：也就是原子核中的质子数或核外的电子数，用Z表示。元素的质量数A：原子核中质子数与中子数的总数。中子数=A-Z原子原子核核外电子质子中子第3页，课件共22页，创作于2023年2月2.同位素和放射性核素核素：是原子核中具有一定数量的质子和中子，并在同一能态上的同类原子，同一核素的原子核质子数和中子数相等。同位素：放射性核素：是核素中不稳定的核素，它能自发地改变其结构，衰变成其它核素并放射出射线。放射性同位素：同位素中不稳定的元素。如：氢有三种同位素—（氢）氕、氘、氚，其中，氚是不稳定的，称为氢的放射性同位素。第4页，课件共22页，创作于2023年2月3.核衰变放射性核素（同位素）的原子核自发地释放出一种带电粒子（α或β），脱变成另外某种原子核，同时放射出伽马γ射线的过程。放射性：如：钋（Po）,在核衰变中释放α出粒子，由钋变为铅（Pb），并迅速以γ射线的形式释放掉能量，跃变为基态。→+(α)→+γ(0.89Mev)第5页，课件共22页，创作于2023年2月核衰变规律：其中，No—放射性核素的初始量；

N—经过t时间后的放射性核素的量；

λ—衰变常数，表征衰变速度大小的，λ越大，衰变越快。半衰期：从放射性核素的初始量No开始，到一半原子核发生了衰变所经历的时间，用T表示。第6页，课件共22页，创作于2023年2月4.放射性射线的性质α射线：是氦（）的原子核流，电离能力很强，穿透能力较弱，在空气中为2.5cm左右，在岩石中穿透距离仅为0.01毫米。β射线：是高速运动的电子流。在物质中射程很短。E为1MeV的，在铅中射程仅为1.48cm。γ射线：是频率很高的电磁波（波长为3×）或光子流。不带电，能量很高，一般在几十万电子伏特以上，穿透能力很强，能穿透几十厘米的地层、套管及仪器外壳。二第7页，课件共22页，创作于2023年2月5、放射性活度和放射性比度放射性活度（强度）：是指一定量的放射性核素，在单位时间里发生衰变的核数。单位：居里Ci，毫居里，微居里。定义为：国际单位制中为：“贝克勒尔”，Bq.

第8页，课件共22页，创作于2023年2月放射性比度（浓度）：是指放射性核素的放射性强度与其质量之比。单位：Bq/g或Ci/g纯镭的放射性浓度是1Ci/g。第9页，课件共22页，创作于2023年2月二、伽马射线与物质的作用核衰变放出的γ射线，能量一般在0.5Mev—5.3Mev之间，与物质作用时，主要发生以下作用：---与核外电子作用1.光电效应2.康谱顿效应（康—吴有训散射）3.电子对效应第10页，课件共22页，创作于2023年2月第11页，课件共22页，创作于2023年2月1.光电效应能量较低的γ射线穿过物质时与物质中的电子相碰撞，并将其能量交给电子，使电子脱离原子而运动，γ光子本身被整个吸收，释放出来的电子叫光电子，这个过程叫光电效应。发生光电效应的几率，随原子序数的增大而增大，随γ射线能量的增大而迅速减小。光电吸收系数：光子穿过1cm吸收物质时产生光电子的几率n-常数，对C、N、O为3.05，钠到铁为2.85-光子的波长第12页，课件共22页，创作于2023年2月2.康谱顿效应（康—吴）中等能量的γ射线与物质的原子核外电子作用时，γ光子将一部分能量传给电子，使电子从某一方向射出，此电子称为康谱顿电子，损失了部分能量的γ光子向另一方向散射出去，叫散射γ射线。康谱顿吸收系数Σ：：一个电子的康谱顿散射截面，γ光子能量在0.25Mev—2.5Mev范围时，可看作常数。对大多数沉积岩石及其构成矿物，Z/A=0.5：阿佛加德罗常数；：介质密度第13页，课件共22页，创作于2023年2月3.电子对效应当γ射线的能量大于1.022Mev时，它与物质作用时，γ光子转化为一个负电子和一个正电子，而本身被吸收。电子对效应吸收系数与γ射线的能量、介质密度、原子序数有关。K-常数；-入射伽马射线的能量第14页，课件共22页，创作于2023年2月4.γ射线的吸收能量为Io的γ射线，穿过厚度为L的物质时，其能量衰变减为I，

其中，μ—物质吸收系数，由三个吸收系数决定。近似正比于介质密度第15页，课件共22页，创作于2023年2月第16页，课件共22页，创作于2023年2月三、伽马射线探测器1、放电计数管：是利用放射性辐射使气体电离的特性来探测伽马射线的。在密闭的玻璃管内充满惰性气体，管内有二个电极，中间一条细钨丝是阳极，玻璃管内壁涂上一层金属物质作阴极，阴、阳极之间加高的电压（xx~1500V）。第17页，课件共22页，创作于2023年2月记录效率很低：1%--2%第18页，课件共22页，创作于2023年2月2、闪烁计数管由光电倍增管和碘化钠晶体组成。它利用被γ射线激发物质的发光现象来探测射线的。第19页，课件共22页，创作于2023年2月2、闪烁计数管第20页，课件共22页，创作于2023年2月说明：1、一般光电倍增管的联级数为9—11级，放大倍数为2、闪烁计数管的优点：计数率高、分辨时间短。第21页，课件共22页，创作于2023年2月思考与练习