放射性测井之自然伽马测井电子教案.ppt

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1、放射性测井之自然伽马测井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88Ra226→86Rn212+(粒子)衰变镭氡(注：原子核的表示方法ZXAX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)=3.7×1010次衰变/秒5）放射性射线的性质α——2He4流，极易被吸收，电离本领强，在物质中穿透距离很

2、小。β——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。26)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=Noe-tNo为最初参与衰变的原子核数(t=0时，N=No)N为衰变之中t时刻存在的原子核数37

3、）半衰期T以最先参与衰变的原子核数No为基数，衰变成No/2时，经历时间为T，即：当N=No/2时所需的时间No/2=Noe-T得到T＝ln2/=0.693/元素名称半衰期92U238铀4.47×109年K40钾1.28×109年Co60钴5.27年Cs137铯30年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：4二、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92U23882Pb206(铅)钍系90Th23282Pb208(铅)锕系89Ac22782Pb207(铅)i)此三系通

4、过、衰变，最后达到稳定的铅同位素82Pb206(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19K3919K4019K41其中，19K40是不稳定的元素,它随时都可能放出射线52、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：ZXA→Z-2YA-4+(两个正电荷)例如：衰变92U238→90Th234+衰变：放出射线的衰变。通式为：ZXA→Z+1YA+(一个负电荷)例如：衰变90Th234→91Pa234+衰变：放出

5、射线的衰变。射线通常是在、衰变的过程中伴随放出的。62)、和射线比较射线种类射线射线射线产生原因衰变放出衰变放出、衰变伴随放出实物氦(2He4)原子核流高速运动的电子流频率很高的电磁波波长3x10-11－10-9cm波速近似于光速带电性2He4带有两个质子两个正电荷每个粒子带有一个负电荷不带电能量4－10MeV1MeV0.05－5MeV穿透能力空气中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测井能否利用不能不能能7三、岩石的天然放射性UThK射线81、火成岩的放射性几点规律：1)火成岩所

6、含放射性零散而不均匀2)酸性中性基性超基性SiO2的含量大→小颜色浅→深放射性元素含量大→小3)火成岩放射性元素主要是：钍(Th)钾(K)铀(U)镭(Ra)92、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同，使各种沉积岩的放射性元素的含量产生了差异。2)沉积岩的放射性强度取决于泥质含量(粘土含量)原因：a.粘土颗粒细，具有较大的比面（吸附放射性元素的能力强）b.粘土颗粒细，沉积的时间长（有充分的时间与放射性元素接触）c.粘土沉积物中有含钾矿物（如：水云母

7、、正长石等)3)沉积物的颜色由浅→深，其放射性强度由小→大。4)随钾含量的增大，放射性强度增大。5)孔隙度和渗透率减小，放射性强度增大。103、变质岩的放射性变质岩的放射性取决于变质岩的源岩正变质岩：由火成岩变质而来副变质岩：由沉积岩变质而来例如某井：正片麻岩副片麻岩角闪岩榴辉岩蛇纹岩大小自然伽马11第一节自然伽马测井GammaRayLoggingGR测井是以研究岩层天然放射性为基础，进而研究岩层性质和有关地质问题的一种测井方法12一、自然伽马测井原理GR测井仪工作原理13一、自然伽马测井原理1)射线探测器探测到地层的射线，并将射线变换成电脉