Способ измерения концентрации нейтроно-поглощающих элементов

 

> .Ъ-.

О П И С А Н И Е r»r 45э118

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено31.05.72,(21) 1790769/26 — 25 (51) М. К .

5 01 V 5/00

Cj 01 4 23/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.77Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 20,04,;(53) УДК 550.835 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. И, Крапивский, А. л. Ерем, Э. В, Егоров и Е. Л. Соколов

Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики (71) Заявитель (54) спосое изме) ения концентрлцип нейт онопо1-лошлющих

ЭЛЕМЕНТОВ пенности. ния медленных нейтронов.

Изобрете.rrrB относится к способам измерения импульсным нейтронным методом эпементов, обпацаюших свойством аномапьного поглощения медленных нейтроной.

Известен способ импульсного нейтронного 5 каротажа, основанный на обпученпп горной породы, ткруж- юшей скважину, пмпупьсамп нейтронов с т .генератора плотности нейтро— нов от генератора п измерении плотности нетронов в интервалах между импупьсамп. 1О

При этом а горную породу возцействуют импульсами быстрых нейтронов (14 Мэв), которые, взаимодействуя с яцрами горной породы, окружающей скважину, замецпяются цо тепловых энергий и с большой вероятнос- <> тью захватываются ядрами элементов, обпацающих аномальной способностью погпо|цеИзмеряют ппотпост потока мецпенных и 20 тепловых нейтронов в интервалах между им— пульсами быстрых нейтронов и по соотноше— нию нейтронных потоков судят о концентрации нейтронопогпошаюгцего элемента в горной породе. 25

Нецостаткп известного способ» заключаются в том, что на результаты измерений оказывает сушественное вппянпе нестабппь— ность выхоца нейтронов из ускорительной трубки, а также нейтронные свойства и гео— метрпя среды, в которой производят измерения. Напри.".1ер, при постоянной концентрации опрецепяемого элемента в горной породе результаты нмпупьсного нейтрон-нейтронного каротажа зависят от влажности горной поро— цы и диаметра скважины. Поэтому точность опрецепения концентрации элементов в из— вестном снособе нецостаточна цпя промыш—

Прецпоженный способ не имеет отмеченных недостатков бпагоцаря тому, что пзмеря— ют плотность потока тепловых нейтронов прп времени зацержки поспе импульса, боль— шем времени замецпения нейтронов цо энер— гии верхней границы теплового спектра, но меньшем времени установпения теплового равновесия нейтронов со срецой, и при времени зацержкп после пмпупьса, боль— шем времени жизни тепловых нейтронов в

453118

Составитель О, Калинин

Техред 0,,11уговая Корректор Н. Бугакова

Редактор Т. Орловская

Заказ 803/111 Тираж 722 Подписное

Ц11ИИ1111 Государственного комитета Совета Министров СССР

i10 целам изобрегений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1!ПП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4 той же среде, а затем определяют Dòi!Døå— ние плотностей.

Сушпосгь изобретения заключаются в том, что при малых временах задержки после им— пульса (100-200 мксек) изменение концентраци.i нейтронопоглощающего элемента в горной породе привод к сравнительно слабому изменению скорости счета тепловых нейтронов. С увеличением времени заг!ержки увеличивается градиент зависимости ско — p рости счета медленных нейтронов от кон— центрации нейтронопоглощаюшего элемента в горной IIDpDUe, особенно при небольших его концентрациях.

Эксперил!ентально установлено, что от— ношение плотностей потоков мецленных нейтp0II0B 1(р!! двух с00тветствующим Образом выбранных врел!01!ах задержки слабо зависит от влажности горной породы, нестабильности выхода потока не1!Тронов из ускорительной труб- 2р ки и в то же время чувствительно к изменению концентрации неитропопогпощаюшего элемента в горной породе. Например, изменение весовой влажности песка от 1 до 10;о приводит к изменению отношения плотностей 110 25 токов нейтронов всего па 20%, тогда как изменение весовой влажности песка в тех же прецелах приводит к изменению плотности потока тепловых нейтронов IIQ 300% при времени задержки после импульса 200мксек 30 и 270"о при времепи задер>кки 600 мксек.

Лнал11з резул татов !!оказывает, ITD незначптельпoe у !el!!..!lie!lie чувствитель1!ости при IIB !pilpii!III отношения llлотпостей вполне компенсируется сушествепным улучшением З5 помехоустойчивости способа.

Г1ослецовательпость о:!ерацпй при измереш!и ко1шентрацпи не1. тропопоглощаюших зле— меllтов 11редлО>ксllпьlлl спосОООм следующая.

По результатам 1;сслецовгпшй на моделях 4О определяют 0!!т!г.!!1льнь!е вре>лена задержки после импульса и ширину временного окна.

Определ>>со! зав>!симость плотносги IIDтока тепловых нейтронов o! концентрации цейтро !0!1огпо1!!!1юшегD элемента в горной породе при выбранных временах задержки и ширинах временного окна.

Измеряют (в скважинах) плотность потоков тепловых нейтронов при двух выбранных временах задержки и отношение плотностей.

По результатам измерений в скважине определяют концентрацию анализируемого элемента. В качестве исхоцного параметра прн количественной интерпретации используют отн ош ение ск ор ос тей счета тепл овых нейтронов при двух выбранных временах задержки после импульса.

Например при измерении концечтрации ртути первое время задержки после импульса 100 — 200 мкеек, ширина временного окна 50-100 мксек, второе время задержки

500 — 1000 мксек, ширина временного окна 50-100 мксек, Предложенный способ позволяет существен110 улучшить помехоустойчивость импульсно— го нейтронного карота>ка при определении концентрации ртути, кадмия. индия, бора, лигия и цругих нейтронопоглощаюших элементов.

Формулa изобретения

Способ измерения концентрации нейтронопоглощающих элементов, основан1ый на облучении контролируемой срецы, например гopной породы, импульсами нейтронов ii измерении плотности потока тепловых нейтронов в гп1тервалах между импульсами при двух разл очных временах зацержки после нейтронно— гоимпульса, о тлич а ющи йс я тем, что, с целью уменьшения влияния состава срецы и скважины на результаты измерения, первое время задержки выбирают больше времени замедления быстрых нейтронов gD энергии верхней границы теплового спектра, но меньше времени установления тепловог0 равновесия нейтронов в среде.