李维彦地球物理与石油资源学院第四章自然伽马及自然伽马能谱测井主要内容 1 伽马测井核物理基础 2 自然伽马测井原理 3 自然伽马能谱测井 伽马测井核物理基础伽马测井主要利用伽马射线与介质的作用研究地层的放射性特性的测井方法,主要有伽马测井,密度测井等. 一核衰变及其放射性 1 原子的结构中子原子核原子质子核外电子 2同位素和放射性核素核素:具有相同数量的质子和中子的原子核并且在同一能态上的原子同位素:质子数相同中子数不同稳定核素(结构和能量不变化) 核素不稳定核素(结构和能量发生变化并放射出射线) 不稳定核素也叫放射性核素 3核衰变放射性核素的原子核自发释放出一种带电离子,蜕变成为另外原子核同时放射出伽马射线的过程称为核衰变:衰变常数:衰变开始数目; :衰变后的数目其中: 随时间按指数规律减少规律即原子核数放射性核衰变满足一定如: ??? 0 0 206 82 * 206 82 42 * 206 82 210 84) 89 .0( )( N N eNN Mev PP H PPt b b eb o??????????? 493 .02 ln 2/ 2/ 0 0 0 0 0???????TeNN N N tT T 经历的时间个原子核发生核衰变所原子核到个时的:从核衰变存在半衰期二伽马射线与物质的作用由于伽马射线能量不同,与物质的作用不同,一般有光电效应, 康普顿效应和电子对效应 1 光电效应当伽马射线能量较小时它与原子中的电子碰撞,并将能量传给电子,使电子脱离原子而运动,,: :光子波长) 光电吸收系数( ????? cm A Z n: 0089 .0 ?? 2康普顿效应当伽马射线能量中等时它与原子的外层电子发生作用, 并把一部分能量传给电子,使电子从一方向射出,此电子称为康普顿电子,损失部分能量的伽马射线向另一方向散射. 伽马射线通过物质时发生康普顿效应引起伽马射线能量减弱,其减弱程度用康普顿吸收系数表示: :单位体积电子数沉积岩: :阿伏加德罗常数( 截面(几率) 每个电子的康普顿散射 A NZ A Z mol N A NZ A A e A e????????????? ) 10 022045 .6 : 1 23 常数: ) 022 .1(Z 2K EA NK r A?????? 3电子对效应当伽马射线能量大于 时它与物质的原子核发生作用,伽马射线转化为一对电子(正负电子). 伽马射线通过单位厚度物质时发生电子对效应引起伽马射线强度减弱,其减弱程度用电子对吸收系数表示: 4伽马射线的吸收当伽马射线穿过物质时它与物质发生作用, 伽马射线强度减弱,其规律为:??????????????????m m leII 表示。的影响用质量吸收系数化为消除密度随物质的物理状态而变而密度的密度吸收系数正比于吸收体) :吸收系数( 其中: 0
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