核技术应用及进展1辐射检测.ppt

《核技术应用及进展1辐射检测.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核技术应用及进展1辐射检测.ppt（138页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,辐射检测Radiation Testing(Isotope Detection),2,同位素技术，彭根元等，北京农业大学出版社，1994。辐射煤灰分仪，张志康等编著，原子能出版社。,3,利用放射性同位素的自动检查装置理论基础作者：H.H.舒米洛夫斯基.B.密里特采尔科学出版社1961年11月第1版,4,现代高技术丛书核能与核技术作者：李士 查连芳 赵文彦上海科学技术出版社1994年12月第1版,5,核能源与核技术作者：吴茂良四川大学出版社1994年8月第1版,6,核技术作者：国家自然科学基金委员会科学出版社1991年10月第1版,7,射线检验作者：孙万铃 潘炳勋 杨新荣国防工业出版社198

2、9年06月第1版,8,无损探伤作者：云庆华 等(编著)劳动出版社1983年01月第1版,9,X射线探伤检验技术作者：李 瑞 棠烃加工出版社1985年10月第1版,10,X射线激光作者：彭惠民 王世绩国防工业出版社1997年11月第1版,11,中子照相作者：原子能出版社1996年03月第1版,12,核检测技术,13,核检测技术原理、特点与问题,基本原理 利用射线(、X、n)与物质相互作用时产生的吸收、散射或活化反应等现象，通过测定射线的强度或能谱的变化来测定被测物质的基本物理(或化学)量(如：密度、浓度、厚度(高度)、水份、流量、挥发分等）。,14,核检测技术原理、特点与问题,基本理论(1)射线

3、与物质的相互作用方式与特点(X)：光电效应、康普顿散射效应、电子对效应、瑞利散射、背散射.：电离、激发、散射、轫致辐射、切伦科夫效应 n：散射、核反应、活化、核裂变,15,核检测技术原理、特点与问题,基本理论(2)发生作用的几率(截面)a)：,Zi样品中第 i 种元素的原子序数；Wi样品中原子序数为Zi的元素的重量含量。,16,核检测技术原理、特点与问题,基本理论(2)发生作用的几率(截面)b)吸收截面()：如射线：,是E和Zeff的复杂函数,17,核检测技术原理、特点与问题,基本理论(2)发生作用的几率(截面)c)散射截面()：对射线：E0.511MeV时：,18,核检测技术原理、特点与问题

4、,基本理论(2)发生作用的几率(截面)d)辐射粒子的几率()：与产生的机理、样品的组成、入射粒子的种类及其能量等等许多因素有关。如：X射线荧光 中子活化 核反应、核裂变等等,19,核检测技术原理、特点与问题,基本方程(1)吸收法(透射法),(,Zeff,d),在、d中，如果有任意两个变量是常数，就可以确定另一个变量。,20,核检测技术原理、特点与问题,基本方程(2)反散射法,(Eo,Ef,Wi,Zeff,d),对无穷厚样品：,21,核检测技术原理、特点与问题,基本方程(3)多层反散射的情况,1,1,1,Zeff1,d12,2,2,Zeff2,d23,3,3,Zeff3,d3（）,22,核检测技

5、术原理、特点与问题,23,核检测技术原理、特点与问题,特点现场、非接触、无损(无破坏性)；可在线、载流连续监测；抗干扰能力强。安全、无污染(无废气、废液排放)；经济、高效。相对测量标定难、测量精度容易受物料成分变化的影响。,24,核检测技术原理、特点与问题,问题灵敏度和响应时间；精密度和准确度；非线性问题与校正技术；多参数测量与数据处理；辐射与安全；认可(认证)与推广；规范化、标准化。,25,核检测技术辐射安全性评估,核检测的辐射防护与安全性能(以核子秤为例)源罐设计符合国家标准GB16368-1996，屏蔽防护绝对安全可靠。放射源在使用现场安装后，源罐周围5cm区域，剂量率最大为0.1Gy/

6、h，远低于国家标准GB-4792-84中所规定的限值(2.5Gy/h)。工作人员正常工作区域的新增剂量接近为零。假设工作人员在距源罐1米处每天工作8小时，连续工作一年，则其受照剂量仅相当于一次X光透视剂量的几十分之一。实际上，秤体部分无需人员操作，不需经常靠近源罐，更不用停留那么长时间。权威部门证明：食品等被射线照射后，不会造成污染，食用后不会对人体健康有任何影响。,26,核检测技术(1)核子密度计,用途：各种料液浓度的在线检测和控制。也可通过密度而间接测定出料液中某种成分的含量、以及两种物料的本比等。例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在线检测和控制；油田和石油化工过程中油品含水率的测定；选煤

7、厂选煤液密度的检测和控制；化工厂酸、碱、盐的浓度以及各种成分配比的在线检测；造纸厂纸浆浓度的测定和控制；江河中水流含沙量的测定。,27,核检测技术(1)核子密度计,参数：测量范围：浓度0100。适应管径：直径50500mm。精确度等级：0.1%1%。基本误差：量程的0.1%1%（由现场条件及量程的大小而定）射线计数率长期稳定性和重复性：0.1%。,28,核检测技术(1)核子密度计,29,核检测技术(1)核子密度计,30,核检测技术(1)核子密度计,31,核检测技术(2)核子(皮带)秤,原理：利用物料对射线的吸收原理。放射源发出的射线穿过穿透输送机上的物料后，强度减弱，物料越多，减弱的程度越大，

8、探测器接受的射线强度也减少，根据探测器输出脉冲数变化，就可以测出输送机上物料的多少。如果同时测出输送速度，则物料对速度之积分就是单位时间传送物料的重量。,32,核检测技术(2)核子(皮带)秤,原理：朗伯-贝尔定律：F=KLn(Ui/Uo)。式中：K-物料标定系数；F-皮带上物料负荷(kg/m)；Uo-没有物料时，射线探测器的输出电压；Ui-有物料时，射线探测器的输出电压；用测速传感器可测出皮带输送机的速度Vi；物料瞬间流量：P=FVi；物料累计量：W=P=(FVi),33,核子秤原理分析图,34,秤组成：,1源部件：产生射线的装置，包括射线源和防护铅罐2支架3传感器：由电离室、前置放大器和恒温

9、装置组成4测速装置5主机：计算、显示、打印和输出控制信号,35,基本测量原理,放射源稳定的放出射线。在支架构成的范围内呈扇形，照射到输送机上，输送机上的物料吸收一部分射线，其余的照射到探测器上，因放射源发出的射线为常数，因此探测器探测的射线的多少，可反映输送机上物料的多少。,36,核检测技术(2)核子(皮带)秤,参数：流量在20100范围内累计量误差低于0.5%。秤体：温度-3060，湿度90。适用于输送宽度2000mm以下。探头距主机最大距离500米。,37,核检测技术(2)核子(皮带)秤,38,核子秤实物图1,39,实物图2,40,特点：非接触式连续称重计量控制设备，测控精度高，长期稳定性

10、好，无机械磨损，免维护,41,42,核子秤的基本应用,43,核检测技术(2)核子(皮带)秤,44,LB442核子秤系统简介,LB442系统用于测量工业输送系统上固体物流的质量流量（如化肥；木片、纸浆；煤炭、矿石、沙子、砾石；土豆、玉米花等等）。系统不仅能测量流量，而且能够计算固体物质的总质量，测量范围可以从0-200kg/小时到0-10000吨/小时，还可以测量管道和斜槽中处于“自由下落”状态的物流的质量流量。,45,LB442主机单元示意图：,46,LB442核子秤系统的应用实例示意图,47,48,HDS微机核子秤系统,49,核子秤在电厂分仓计量应用,有些热电厂要求分仓计量，一台核子秤对多个

11、原煤仓的分仓煤耗计量。将核子秤秤体安装在主皮带上，利用安装在料仓下料口处的闸板或犁煤器放下的时候输出状态信号，由计算机采集并判断该下料仓的下料累计值。,50,51,BMC/BMP 型高精度电子皮带秤,BMC/BMP 型高精度电子皮带秤，是采用德国技术生产的四托辊电子皮带秤。悬浮式的称重框架，高灵敏度称重传器，光电数字式速度传感器使设备具有长期稳定性和计量的高精性。,52,秤子核主机,53,防爆式本安核子秤,54,55,核检测技术(3)料位计及料位开关,原理：检测射线穿透料仓或管道中物料后的强度，根据射线强度的变化来计算、判断物料的料面水平，控制物料的输送。放射源安装在料仓或管道的一侧，探测器安

12、装在另一侧。,56,核检测技术(3)料位计及料位开关,用途：用于工业过程中对料位和液位进行定点检测和报警控制，适合于各种恶劣环境下长期使用。也可用于对运动状态的设备和工件进行定位检测或定位控制。更可推广应用到对运动物体的速度和长度、宽度进行非接触式检测。如可用于矿山、煤炭、电力、钢铁、冶金、水泥、化肥、化工等系统进行料位上下限的检测和报警控制；可用于矿车、料斗油罐等的灌装控制，运输车、斗的遥控定位。高温、高压、腐蚀性液体的液位控制。食品、饮料自动生产线的罐装自动控制等。,57,核检测技术(3)料位计及料位开关,参数：发信误差1mm。使用环境：温度：-4050摄氏度；相对湿度90%。供电电源:+

13、15V。,58,几种安装方式,59,核检测技术(4)射线测厚仪,接触式测厚机械测厚法。非接触式测厚射线测厚法、超声波测厚法、光学测厚法，等等。,60,1)射线测厚仪,61,射线测厚仪能在线、非接触式的测量导体非导体的厚度，测量精度高而且量程大。具有较强的扩展性和高精度的模拟数字转换电路。可以进行计算机远程控制，可视化界面操作，以及相应的数据处理。,射线测厚仪的特点,62,依据被测物质对放射性同位素放出的射线的吸收强度与物质质量厚度成线性关系的规律，通过测量透过物质的射线强度来测定被测物的厚度。公式 I=I0 exp(-m d),射线测厚仪的工作原理,63,I=I 0exp(-m d),I 0

14、穿过被测物前的辐射强度；I 穿过被测物后的辐射强度；m 质量吸收系数（cm2/g）；被测物的密度（g/cm3）；d 被测物的厚度（cm）。,64,仪器结构,65,电离室测厚仪的电路结构图,66,放射源一般仪器中常用的放射源有 60Co、137Cs、147Pm、85Kr、90Sr、241Am。在测厚仪中被测物厚度的相对变化与其引起的信号变化的变化称为厚度计的灵敏度。,电离室,前置放大,68,线性放大单元 电离室出来的电流信号与被测物的厚度呈指数函数。,误差分析与动态补偿 该单元由若干个差分放大器与电阻组成。可通过调节电阻值来改变所得到的厚度d的电压值，然后与测得的电压值相比较，测得电压值转变成偏

15、差值以便得到精确的测量与控制。,69,测量位置变动引起的误差,当被测物体偏离正常位置上下运动时，所得到的测量值也会有所变化，这是由于射线穿过不同位置的被测物体时，所引起的散射情况不同而引起的。一般来说，被测物体偏离正常位置而靠近探测器所引起的误差偏大，反之则较小。因为射向被测物体的射线束较之前者细的缘故。,70,温度与材质引起的误差,射线厚度计通过被测物的面密度，再根据基准密度求出板厚。被测物的密度发生变化时，所测得的板厚就发生变化。温度也对所测得的值也有相当的影响比如40摄氏度时带来的误差，钢板为0.1%。可以通过温度补偿的办法来进行修正。,71,2)X射线荧光测Fe基合金Zn、Sn镀层厚度

16、,镀Sn板：化学重量法,准确性,SbH3,碘酸钾容量法,显微镜测厚法,仲裁方法操作复杂、分析时间长,镀Zn板：化学重量法、阳极溶解库仑法、磁性法、显微 镜测厚法,X射线荧光测厚：分析准确、快速、简便,72,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,原理：利用放射源产生的X（）射线直接照射在镀Zn（Sn）的薄板上，激发出Zn（Sn）和Fe的特征X荧光。X荧光经探测器探测后得到Zn（Sn）和Fe的能谱曲线，根据谱线的峰面积大小求出Zn（Sn）层的顶部、底部及平均厚度。,73,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,方法,发射方法（基于试样镀层荧光发射）,吸收方法（基于基底荧光衰减）,74,2)X射线荧光测Z

17、n、Sn镀层厚度原理,发射方法（基于试样镀层荧光发射）,镀层元素Zn（Sn）的X射线荧光强度Ik与镀层厚度d成指数关系：,Ik=Ik饱和 1exp(d)Ik饱和镀层很厚时锌的特征X 射线的强度;镀层的密度；镀层对射入射射线的质量吸收系数;,75,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度原理,发射方法（基于试样镀层荧光发射）,镀层元素Zn（Sn）的X射线荧光强度Ik与镀层厚度d成指数关系：,Ik=Ik饱和 1exp(d)令K=d，当K值充分小时（0.1），根据泰勒展开，1exp(K)K于是，Ik=Ik饱和 K=Ik饱和d对于，给定的材料和激发源，Ik饱和、可认为是常数，故，Ikd,76,2)X射线荧光

18、测Zn、Sn镀层厚度原理,发射方法（基于试样镀层荧光发射）,镀层元素的X射线荧光强度Ik与镀层厚度d的关系可分为三个区：,Ik=Ik饱和 1exp(d)K=d,K6.91（无限厚区），荧光强度不随镀层厚度变化而变化，称无限厚区。,77,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度原理,吸收方法（基于基底荧光衰减）,测量基地元素Fe的荧光强度时，入射射线和Fe的特征射线受到镀层元素的部分吸收，Fe的X射线荧光强度IFe与镀层厚度d的关系：,IFe=IFe饱和 exp(d)IFe饱和无镀层时纯Fe的特征X 射线的强度;镀层的密度；镀层的质量吸收系数;,78,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度原理,吸收方法（

19、基于基底荧光衰减）,由Fe的X射线荧光强度IFe与镀层厚度d的关系：,IFe=IFe饱和 exp(d),可得镀层厚度d：,d=(1/)ln（IFe/IFe饱和）（1）,对于，给定的材料和激发源，IkFe、可认为是常数，故，d与基底Fe的荧光强度的对数成线性关系，公式（1）就转化为：,d=a ln（IFe）+b（2）,79,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,马口铁（镀Sn）,准确度,80,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,镀Zn板,准确度,81,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,精确度,82,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,与化学分析结果,83,2)X射线荧光测Zn、Sn镀层厚度,测量

20、设备框图,84,宝钢CM08 热镀锌机组镀层测厚测量系统简介,85,CM08系统组成描述,O型超级扫描架扫描接口单元(SIU)控制接口单元(CIU)监控管理系统(SMC)以太通讯单元、记录单元、管理终端,86,CM08实际测量的数据,87,几种射线测厚仪器的图片,美国EMC公司研制X-RAY在线测厚仪,88,上位机的配套软件,89,美国CMI900/950系列X射线荧光测厚仪,主要技术规格,90,91,射线测厚与超声波测厚的对比,超声波测厚仪是利用超声波在各种介质内的传播速度不同，即由一相介质转到另一相介质必然产生波反射的性能来“作出壁厚度”测定的，即利用波反射的时间差来确定金属材料壁厚。超声

21、波测厚仪不仅可以进行厚度的测量，而且还可以进行有无裂纹、气泡，或者材料壁厚是否在安全允许范围内的检测。,92,超声波测厚的不足：,超声波发射器,不能使用于温度高的环境(90),因为温度较高,会损坏“发射器”。被测“点”金属材料表面必须打整干净,否则会出现假数据。一般打整“点”控制在10mm 的圆形区域内。超声波发射器与材料必须接触良好(一般要抹油)，其的目的是为了减少波损失。直接测量时，将出现测量误差。,93,MG2系列超声波测厚仪,94,核检测技术(5)煤质及灰分测量,95,核检测技术(5)煤质及灰分测量,80年代，商业上有两种在线核分析测量仪，其基础理论是60keV的241Am 射线的反向

22、散射和来自238Pu1320keVX射线的反向散射。要求使用复杂的系统，首先要从输送设备上采集煤样品，然后以控制方式把它“送给”测量装置。238Pu反向散射技术补偿了灰分中铁的变化，但由于它采用了穿透能量有限的X射线，这样就需要把煤样品破碎到5mm。双能透射法：能不干扰输送带上的煤，在胶带上直接进行测量；精确度、特别是对灰分化学成分变化的灵敏度提高；分析时间短；成本低。,96,核检测技术(5)煤质及灰分测量,灰分测量(1)原理：,采用双能透射法测量灰分，即利用两种可放射不同能量射线的放射源来构成“双透射通道”，来进行测量。,241Am(59.5keV)，137Cs(661keV),97,核检测

23、技术(5)煤质及灰分测量,灰分测量(1)原理：对低能射线，煤中各元素的质量衰减系数各不相同，随着原子序数的增大而增加；而对中能射线，煤中各种元素的质量衰减系数基本相等。,98,核检测技术(5)煤质及灰分测量,灰分测量(1)原理：第一透射通道：241Am的低能射线(59.5keV)，物质的原子序数越大，对241Am的射线的吸收越强(穿透煤被探测器探测到的射线越少)，而煤中灰分部分的原子序数比煤本身要大，因此，煤中的灰分含量越高，穿过煤的(241Am)射线越少。同时，对241Am射线的衰减还与煤的厚度有关。因此，采用了第二通道。第二透射通道：137Cs的中能射线(661keV)，因为煤本身和灰分对

24、137Cs的吸收基本一样，因此，穿过煤后的137Cs信号就只与煤的厚度有关。,99,核检测技术(5)煤质及灰分测量,因此，从中能量射线的强度变化可以反映出煤的厚度，以此可以修正煤的厚度变化引起的低能衰减的变化，而利用修正后的低能射线的衰减可求出煤中高原子序数元素的含量，从而求出煤灰分。用低能和中能两种射线透射同一煤层，经理论推导可得：Ca=A(lnI0lnI)/(lnJ0lnJ)+B 其中，Ca为测量煤样的灰分值，I、I0分别为有和无煤情况下低能的强度；J、J0分别为有和无煤情况下中能量的强度，A、B是与煤炭组成有关的常数。在放射源活度和机械结构一定的情况下，J、I0和是可以预先确定的常数，由

25、上式可知，只要测量出I和J，就可求出煤灰分。,100,核检测技术(5)煤质及灰分测量,测量出I和J，就可求出煤灰分。I有煤情况下低能的强度，J有煤情况下中能的强度,101,核检测技术(5)煤质及灰分测量,灰分测量(2)用途：用于煤碳输送过程中，对原煤的灰分、水分、纯碳量和发热量进行在线检测、计量和控制。(3)技术参数：长期稳定性：0.1测量精度。测灰分的精度：0.5(均方误差)。,(4)特点：采用闪烁谱自动稳峰技术，保证长期谱漂移0.05%。,102,SCL-2000 型煤灰分仪在控制外购精煤质量中的应用,103,在邯郸钢铁集团的应用，有效地控制了外购精煤的灰分，为公司创造了客观的经济价值。,

26、SCL-2000 型煤灰分仪在控制外购精煤质量中的应用,104,ZZ-89A型在线测灰仪,105,测量精度：精 煤(灰分小于15%)好于0.5%；低灰原煤(灰分小于25%)好于1.0%；高灰原煤(灰分小于45%)好于1.5%。输送带：要求输煤皮带上煤层厚度应大于2.5g/cm2。水分影响：水分变化1%，灰分测量值一般变化约0.05%(与煤种有关)。稳定性：连续测量24小时标准煤块，任一“10分钟灰分”测量值与平均值的最大偏差不超过0.5%。,106,功能：同一画面提供1分钟、10分钟、1小时、累计灰分显示；提供10分钟、小时、日、月以及区间灰分的查询；提供煤流累计参考重量的显示与查询；两路4-

27、20mA电流输出灰分信息，可实现多路显示灰分信息；自动清扫放射源铅罐表面的积灰；自动对仪器和放射源的慢漂移变化进行校正；在远处接LED灰分显示器，及时显示灰分信息；,107,功能：中文界面，操作简单，有多种参数可根据用户的情况和要求进行设置 可以保持所有的原始数据以供查询；自动根据皮带运行状况和皮带上的煤流状况来决定测灰仪的工作状态；可以存储多个煤种，数量没有严格限制；现场C型架采用防水设计；射线探测器内设有恒温加热装器，有效防止低温和潮解的影响。,108,ZZ-89B型离线扫描式快灰仪,109,辐射安全性：放射源铅罐屏蔽效果良好，保证个人剂量远低于国家GB14052-93规定的水平，适合于室

28、内应用。功能：无须复杂制样，3-5分钟测量出结果；提供详细的历史灰分测量数据的查询功能；自动清扫放射源铅罐表面的积灰，克服由于积灰造成的测量误差；自动对仪器和放射源的慢漂移变化进行校正；可选在远处接LED点阵显示屏，循环显示不同煤种的灰分测量数据；,110,可以存储多个煤种，数量没有严格限制；射线探测器内设有恒温装置，有效防止低温和潮解的影响。特点：ZZ-89B型离线扫描式快灰仪具有独特的射线束对煤样作扫描的测量专利技术，确保煤样的绝大部分被等权重地测量，因此即使灰分分布很不均匀的煤样，一次测量的可信度也很高，大大方便了实际使用。对同一煤样，作多达20次以上重新装桶测量，用所得结果的均方根误差

29、衡量多次操作重复性的好坏。对一般煤，重复测量结果的均方根误差约为0.2%，比没有扫描测量专利技术的定点测量约好3倍。,111,112,113,114,115,应用实例,116,探头剖面图：,117,测量方式：无需采样、制样，只需将探头插入煤中即可。最低检测限：灰份含量大于5准确度：灰份20时，绝对误差灰份20时，相对误差1.5测量时间：50秒钟仪器重量：探头3，主机1数据存储量：40个,技术参数：,118,核检测技术(6)水份计,DF-5740在线水分仪,是一种新型的非接触式的物料水分在线检测设备，与红外线、电容和微波技术产品相比，具有高度的适应性和明显的抗干扰能力，提高了测量精度和可靠性。原

30、理：采用先进的核分析技术，使水分测量不受物料成分、形状、粒度、颜色、松散度、渗透水率、导电性等各种参数的影像。,119,核检测技术(6)水份计,DF-5740在线水分仪,用途：用于工业生产过程中各种物料水分含量的在线连续检测。可用于钢铁、建材、水泥、铸造、玻璃、陶瓷、煤炭等行业对料斗、料仓中或各种输送机输送过程中的物料水分进行在线式连续检测，并能输出控制信号实现生产过程的闭环自动控制。,120,核检测技术(6)水份计,DF-5740在线水分仪,技术参数测量参数：可在线测量水分等参数。精度：水分测量的精度为0.3%。射线计数率长期稳定性和测量值的重复性0.1%。主机工作环境：050，相对湿度95

31、。探测器工作环境：-4050，相对湿度95。,121,核检测技术(6)水份计,DF-5740在线水分仪,技术特点非接触式核探测技术保证了仪表设备的长期可靠性。该设备的维修和安装不影响生产过程的正常进行。先进的核分析技术保证了仪表对现场物料的高度的适应性和抗干扰能力，用于动态物料的检测时更体现了本仪表的优越性。可实现水分闭环控制。,122,核检测技术(6)水份计,中子水份仪,根据中子减速扩散原理设计，它的优点有：不取样，可直接测量。不破坏被测物质的结构，也避免由于取样而影响水分的分布；反映结果迅速、灵敏、测量时间短；可以连续测量，有利于测量水分的动态变化。对大体积进行积分测量。水份分布不均匀时，

32、给出一个水分平均值；,123,核检测技术(6)水份计,中子水份仪,根据中子减速扩散原理设计的测水份方法有插入型和表面型两种,CX-180插入式中子水份仪测水精度：0.5%测水范围：1-20%适用范围：煤、石英砂 CX-90表面式中子水份仪测水精度：0.5%测水范围：1-20%适用范围：焦炭、矿石、煤、石英砂等,124,核检测技术(6)水份计,核子水份密度仪在碾压混凝土坝施工中的应用,FJ核子水份密度仪主要指标：射线源：Cs137湿度测量范围：1.122.7g/cm3测量不确定度：反射法0.008g/cm3，透射法0.004g/cm3水分测量范围：00.6g/cm3测量不确定度：00.6g/cm

33、3测量最大深度：300mm重量：12Kg,125,核检测技术(7)核测井,核测井技术是随着当代核技术的发展和石油、煤炭、地质矿产等对核测井技术发展的需要而迅速发展起来的尖端测井技术之一。随着人工放射源技术、传感器技术、测量技术、信息处理技术与计算机技术的发展，核测井技术目前仍处在飞速发展之中。,126,核检测技术(7)核测井,核测井的优点：核测井揭示的是岩石的核物理性质，即岩石中各种核素微观特性的宏观表现，它深刻地反映着岩石的本质；对测量条件有广泛的适应性，能在含有各种井内流体的裸眼井、套管井中对各种不同类型的储层进行有效测量；能提供大量具有不同物理实质的参数，且大部分参数不可能用其他方法获得

34、，即具有不可代替性。,127,核检测技术(7)核测井,核测井的发展1896年贝克勒尔发现了自然放射性，随后发展了射线探测仪器和探测技术，到19351939年自然测井得到市场的确认，成为当时唯一的核测井方法；1932年查德维克发现中子，随后科学界研究了中子与物质的相互作用和中子探测技术，1941年以后中子测井成为代表核测井技术的测井方法；1945年发现了核磁共振现象，1949年出现核磁测井技术，1988年研制出第一套MRIL样机，19901995年核磁测井得到市场的普遍确认。,128,核检测技术(7)核测井,核测井的分类核测井包括以核物理学和核物理技术为基础的一系列测井方法。分为测井、中子测井和

35、核磁测井三大类。,129,核检测技术(7)核测井,核测井的分类,自然能谱测井是由自然测井发展而来的，它不仅测量射线的强度，而且还分析射线的能谱，能比自然测井提供更为丰富的信息自然能谱测井的应用：岩性识别和地层对比；识别粘土矿物；检测水淹层；研究生油层；研究沉积环境；寻找放射性矿物；检测环境污染等,130,散射能谱测井示意图,散射能谱测井利用源发出的射线与物质的相互作用引起的射线强度的变化和诱发的特征能谱加以确定物质的成份和含量。早期只利用康普顿效应测定地层的密度，称补偿密度测井同时利用光电效应和康普顿效应，测定地层的岩性和密度，称岩性密度测井岩性密度测井进一步改进又发展为能谱岩性密度测井,13

36、1,核检测技术(7)核测井,散射能谱测井的应用,鉴别岩性求储集层孔隙度求泥质含量求地层的波阻抗波阻抗为密度和波传播速度的乘积，由波阻抗可求得反射系数，是合成地震记录的基本参数研究压力异常,132,核检测技术(7)核测井,中子测井,是以中子与地层的相互作用为基础的测井方法。包括使用同位素中子源的中子测井和使用加速器中子源的中子测井两大类。同位素中子源测井：超热中子孔隙度测井、热中子孔隙度测井和热中子活化测井。加速器中子源测井：快中子非弹性散射能谱测井、热中子寿命测井、脉冲中子孔隙度测井和脉冲中子活化测井。在核物理中，探测中子的方法很多，如核反冲法、核反应法、核裂变法和核活化法等，而在核测井中几乎

37、只用核反应法测量慢中子，主要探测热中子，其次是超热中子。,133,核检测技术(7)核测井,核磁测井,是以核磁共振为基础的测井方法，是利用原子核在磁场中的能量变化来获得原子核的信息的现代技术。是唯一能直接测定和区分岩石中束缚和可动流体（水和油）相对体积的地球物理方法，他在石油勘探和开发中正在发挥日益增长的重要作用。应用：识别低孔低渗油层；砂砾岩油藏储层评价；高含水稠油水淹油藏评价；差谱识别油、气层和油气界面；粉砂岩低电阻率油层解释。,134,核检测技术(8)其它核检测技术,矿石品位仪(1)原理：采用电子对效应和散射光子联合测定方法。当铁原子和高能射线发生相互作用时，产生电子对的几率远远大于矿石中

38、的其他元素，对湮没辐射和散射光子的混合谱进行分析，就可得到铁的品位值。,(2)用途：用于矿石或矿粉输送过程中铁品位的在线连续检测。,135,核检测技术(8)其它核检测技术,铁矿石品位仪(3)技术参数 品位精度标定精度：0.2。运行精度：0.5。射线计数率长期稳定性和测量值的重复性0.1%。探测器工作环境：-4050，相对湿度95。(4)特点：用电子对效应测量铁矿石(或矿粉)中铁的品位，不受矿石的颗粒度、密度、疏松度、环境等外界因素的影响。,136,核检测技术(8)其它核检测技术,矿浆品位仪(1)原理：多能量吸收法，选取合适的射线能量，使测量不受矿石粒度、浓度和成分变化的影响。(2)用途：铁矿石处理工艺中原矿、精矿、尾矿液流中的铁品位和沙石含量的在线检测和控制；,137,核检测技术(8)其它核检测技术,黄河水含沙量(沙量计),138,核检测技术的原理？核子秤原理及组成部分？射线测厚仪的工作原理？,思考题：,