Page 65 - 4799

Лекція №6
ФІЗИЧНІ ОСНОВИ НЕЙТРОННИХ МЕТОДІВ

Нейтронними методами геофізичних досліджень свердловин називають
методи, суть яких полягає у опромінюванні гірських порід потоком швидких
нейтронів із наступною реєстрацією розсіяних теплових та надтеплових нейтронів із
зміненими характеристиками та параметрами.
Нейтронні свердловинні дослідження базуються на відмінностях
нейтронних властивостей гірських порід, а саме – здатності порід в тій чи
іншій мірі розсіювати уповільнювати і поглинати нейтрони.
Нейтрон – це елементарна частинка з масовим числом, рівним одиниці
1
і зарядом рівним нулю ( n ). Його маса рівна 1,66·10 -24 г і близька до маси
0
протона. Нейтрони не мають електричного заряду, не іонізують середовище і,
як наслідок, не втрачають енергії при взаємодії з електричними зарядами
атомних ядер. Цим і пояснюється їх висока проникна здатність.
Енергія нейтрона Е так само, як і гамма-випромінювання, вимірюється
2
в МеВ, або в еВ, характеризується швидкістю його руху V і пропорційна V .
Розрізняють швидкі, проміжні, повільні, резонансні, надтеплові та теплові
нейтрони:

- швидкі нейтрони характеризуються енергією більшою 0,5 МеВ;
- проміжні нейтрони характеризуються енергією від 0,5 до 1 кеВ;
- повільні нейтрони характеризуються енергією меншою 1 кеВ;
- резонансні нейтрони – 1-100 еВ;
- надтеплові нейтрони - >0,05 еВ;
- теплові нейтрони –  0,025 еВ.
Швидкість і довжина хвилі нейтрона відповідно рівні:

6
1/2
-9
V = 1,38·10 ·E , λ=2,86·10 ·E -1/2 , (6.1)

де V- швидкість нейтрона, см/с; λ – довжина хвилі, см; Е – енергія, еВ.
5
Зокрема, швидкість теплових нейтронів рівна 2,2·10 см/с.
На основі реакцій, які відбуваються при опромінюванні берилію  -
частинками (при застосуванні поширених в промисловій геофізиці полоній-
берилієвих (Po-Be) і плутоній-берилієвих (Pu-Be) джерел), отримують
нейтрони широкого спектру енергій – від 1 до 14 МеВ, в середньому 4-
5 МеВ. Активність джерел визначають виходом нейтронів за одну секунду. У
промислово-геофізичній практиці застосовують джерела з виходом
6
(57)10 нейтр./с.:

9
Be  4 He  12 C  1 n . (6.2)
4 2 6 0

65