反射宇宙中子测量技术探索研究

本文论述了宇宙中子、反射宇宙中子的形成过程和反射宇宙中子测量装置的研制。对入射宇宙中子流和反射宇宙中子流的测量与研究 ,可为揭示大气环境和解决工程地质问题提供一种新的方法和手段     

岩石内应力的X射线-中子散射测量方法

岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段,可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是,对于具有复杂结构和矿物组成的岩石,X射线在穿透过程中携带的统计信息,难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大,且与原子核反应,因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节,但中子的波长较长、校准困难,结果具有不确定性,导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上,提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法,重点剖析了该方法的基本原理,提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论:利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势,结合加热处理等技术,可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰,实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势,可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程,以及长期存留的物质条件和物理力学机制,并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。     

核地球物理勘查技术发展概况

本文简要叙述了80年代以来,国内外发展较快的几种主要核地球物理勘查技术的概况。这些方法有：中微子在地球科学中的应用;应用核技术探测纳米级微粒和气体;航空伽马能谱测量;应用核技术原位测品位并计算线储量(包括X射线荧光辐射取样;中子活化辐射取样和伽马射线辐射取样);地面伽马能谱测量;互射线荧光测井;水底和海底天然放射性方法测量;水底和海底中子活化方法测量;水下X射线荧光测量;核磁共振方法;在工程中应用核技术;反射宇宙中子法;以及在环境科学中应用核技术等。     

越南在地球化学研究中用仪器中子活化分析测定铀和钍含量

自１９８５年以来，仪器中子活化分析方法以及重建的５００ＫＷ大叻核研究反应堆一直用于地质和环境样品的分析。该法具有灵敏度高、精度可靠、效率高的特点，所以满足了越南国内地质调查的需要。本文概述了越南在地球化学研究中应用仪器中子活化分析测定铀和钍含量所取得的主要结果。     

宇宙成因核素测年方法及其在地球科学中的应用

宇宙成因核素地表暴露测年方法,是近年来迅速发展起来的一种新的同位素地质年代学方法.宇宙成因核素主要是由来源于银河系的宇宙射线与暴露于地表的物质作用形成的,作用机制主要包括裂变、中子捕获和介子反应.产生宇宙成因核素宇宙射线粒子主要是次生快中子、热中子和负慢介子,由于这些宇宙射线粒子在空间分布上的不同,地球上不同纬度、海拔高度和深度处的宇宙成因核素生成速率也表现出较大的差异.地表物质中宇宙成因核素浓度除了受到核素生成速率和地表物质的暴露时间制约外,还与地表侵蚀速率密切相关,此外,地磁场强度、遮蔽、化学风化及样品的几何位置等也会对核素浓度产生一定影响,在求算样品的地表暴露年代时,应对这些因素进行相应的校正.宇宙成因核素地表暴露测年技术的理论和方法日臻完善,目前它已被广泛到第四纪冰川、撞击坑、火山地貌、断层面等地学问题中来.     

中子测水技术在玻璃生产中的应用

介绍了基于氢与中子相互作用的原理而形成的中子测水技术，通过在某玻璃厂的应用，表明中子测水技术不但能替代传统的实验室化学分析法，而且还具有在线连续测量、响应快、测量范围宽、精度高等诸多特点，从而比局部取样分析更具代表性和可靠性。     

随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.      

中子和密度测井找气方法的更新

中子和密度测井在复杂岩性地层中找气,如果只用中子和密度孔隙度差异性质指示气层,由于复杂岩性的干扰,容易出现多解性。本文建立的测井找气模型、刻度公式、气层下限值、指示和验证气层法则,更新了中子和密度测并找气方法,能够压制复杂岩性的干扰,排除多解性。文中给出的测井找气实例表明,采用更新后的测井找气方法指示低孔隙度复杂岩性气层,提高了中子和密度测井指示气层的分辨率、直观性和准确性,从而获得了更好的找气效果。     

岩溶地区中子水分仪的野外标定

论述了在岩溶平原区对粘土进行中子仪野外标定的必要性;指出在不均质土体中标定时需采用掘开式取样法;通过标定实践,首次给出了岩溶区三种岩性(亚粘土、粘土、铁锰结核粘土)的标定方程,并尝试建立了含水率与中子计数率、干容重的二元回归方程。      

中子土壤水分仪田间测量与烘干法精度分析比较

中子法测量土壤含水量具有测量不用取样、测速快、精确度高、测深不限的优点 ,在非饱和水的测量及动态观测方面 ,有着独特的作用。烘干法是最基本最常用测量方法 ,也是其它测量方法的参照标准。本实验分析比较了两种测量方法的精度 ,其结论对中子土壤水分仪使用者有一定的参考作用。     

地—空界面天然中子辐射场的扰动及其环境意义

介绍了地—空界面天然中子流的来源和轻便型天然中子流测量仪器。论述了地—空界面天然中子辐射场的扰动。理论与长期观测表明,在地—空界面上天然中子流注量率随高程的增加而呈指数规律增加,而在近地表(20m内)却随距地面高度的增加而呈指数规律减少;天然中子流注量率与大气压力呈负相关关系,气压系数为(-0.060～-0.064)中子计数/30min/kPa;地—空界面天然中子流的纬度效应与高空中更显著;天然中子流注量率异常与气象的变化密切相关;地表介质的含水率增高,则地—空界面上升快中子流明显降低。通过对地一空界面天然中子流测量,可以揭示气象的瞬态变化、确定地表介质的含水率的关系,以及在地震预报与环境电离辐射评价方面具有重要的科学意义与实用价值。     

空气钻井条件下中子孔隙度测井响应的蒙特卡罗模拟

空气钻井作为一种欠平衡钻井技术,会对中子孔隙度测井产生不同的影响。利用蒙特卡罗方法建立裸眼井的中子孔隙度计算模型,模拟空气钻井时不同孔隙度、岩性、泥质含量、井眼尺寸、井筒空气压力条件下的中子输运过程,研究热中子计数比值与孔隙度的关系。认为空气钻井时远近探测器的热中子计数都随孔隙度的增加而增加,然后再缓慢减少;石灰岩地层的热中子计数率比值高于砂岩,泥质含量越高的地层热中子计数率比值越大;井眼尺寸对热中子计数率比值影响很大,孔隙度越大的地层井眼尺寸影响越大,且井眼尺寸越大,比值变化越小,越不利于中子孔隙度的确定;井筒空气的压力大小对热中子计数率比值影响很小。因此空气钻井时必须重新刻度中子孔隙度,并对岩性、泥质含量、井眼尺寸等因素进行校正。     

水灰炭地层各孔隙度中子随能量时间分布MonteCarlo模拟

作者在MCNP的基础上，开发了中子测井，中子通量随能量、时间分布蒙特卡罗（MC）模拟软件包，对裸眼井、井眼里无下井仪器、淡水饱和灰岩地层、井眼注淡水，用该软件计算了井轴和井壁一确定点,各孔隙度中子量通量，时间分布。即孔隙度对中子通量随量、时间分布和热中子、超热中子时间谱的影响。     

超热中子活化法测定碘和溴

介绍了采用微型反应堆超热中子活化分析膳食样品中Ｉ和Ｂｒ的方法。讨论了热中子屏蔽材料的选择，干扰扣除等问题，计算了不同样品的探测极限及标准偏差。对几种标样进行分析，其结果与推荐值相符。     

中子活化分析在铼—锇法年龄测定中的应用

同位素稀释中子活化分析铼与感耦等离子体质谱法测定锇相结合，应用于辉钼矿及铜＿镍硫化物矿物的铼＿锇年龄测定，取得了满意的结果，扩大了铼＿锇测年法的应用范围。     

基于流动单元基础上的水淹层定量识别方法研究——以宝浪油田宝北区块为例

针对常规测井在低渗透油藏的水淹层解释中符合率低的问题,改变以往单纯用含油层段测井资料笼统计算含水饱和度来判断水淹层的方法,采用以流动单元为基础的新方法对水淹层进行了定量识别.首先从修正的Kozeny-Carman方程出发,将宝浪油田宝北区块的储层定量划分为5类流动单元;在此基础上将中子寿命测井结果与常规测井资料相结合,建立了不同流动单元下淡水水淹层和地层水水淹层的解释模型.用新井样点的含水饱和度数据进行了检验,运用模型计算出的含水饱和度与中子寿命测井获得的含水饱和度相比平均值只差3%.同时,对6口生产井的11个小层进行了生产测试验证,符合率达82%.     

Instrumentation Development for In Situ 40Ar/39Ar Planetary Geochronology

The chronology of the Solar System, particularly the timing of formation of extra‐terrestrial bodies and their features, is an outstanding problem in planetary science. Although various chronological methods for in situ geochronology have been proposed (e.g., Rb‐Sr, K‐Ar), and even applied (K‐Ar), the reliability, accuracy, and applicability of the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method makes it by far the most desirable chronometer for dating extra‐terrestrial bodies. The method however relies on the neutron irradiation of samples, and thus a neutron source. Herein, we discuss the challenges and feasibility of deploying a passive neutron source to planetary surfaces for the in situ application of the ⁴⁰Ar/³⁹Ar chronometer. Requirements in generating and shielding neutrons, as well as analysing samples are described, along with an exploration of limitations such as mass, power and cost. Two potential solutions for the in situ extra‐terrestrial deployment of the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method are presented. Although this represents a challenging task, developing the technology to apply the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method on planetary surfaces would represent a major advance towards constraining the timescale of solar system formation and evolution.