Негізгі əдебиеттер  1 нег [99-107], 2 нег[156-163]  Қосымша əдебиет  1 қос [133-145]

 

39

7 дəріс. ҰҢҒЫМАНЫ ЗЕРТТЕУДІҢ  РАДИОАКТИВТІК 

ƏДІСТЕРІ (РАДИАКТИВТІ КАРОТАЖ) 

 

Ұңғыманы  ядролық    зерттеу  табиғи  радиоактивтілікті  (ГК)  жəне 

жасанды жасалған радиоактивті өлшейтін радиоактивті-физикалық немесе 

радиоактивті  геофизикалық  (Гамма-гамма  жəне  нейтронды  əдістер) 

əдістеріне бөлінеді.  

Тау жыныстарының табиғи радиоактивтілігін зерттеу гамма 

каротаж немесе гамма əдіске негізделген.  

Гамма  каротаж  диаграммаларында  радиоактивтілігі  əртүрлі 

дəрежедегі  қабаттар  байқалады.  Жоғарғы  көрсеткіштеріне  уран,  радий, 

торий,  калий-40  жəне  басқа  радиоактивті  элементтері  бар  рудалар, 

сонымен  қатар  саздар,  граниттер;  төменгі  көрсеткіштеріне-  құмды  жəне 

карбонатты жыныстар кіреді. 

Тау 

жыныстарының 

радиоактивті 

қасиеттері, 

ұңғымада 

өлшенетін 

сəулелердің 

параметрлері. 

Радиоактивтіліктің  өлшем  бірлігі.  Радиоактивтілік  дегеніміз- 

химиялық  элементттің.  атом  ядросында  болып  жатқан  табиғи  немесе 

жасанды  ионизациялық  сəулелену  (ионизирующее  излучение)  өрісінің 

сипаттамаларын  өлшеуге  негізделген  геофизикалық  əдітердің  бipi. 

Əртүрлі  элементтердің  230-дан  астам  радиоактивті  изотоптары, 

радиоактивті  нуклид  деп  аталатыны  бізге  белгілі.  Менделеев 

таблицасында  82-ші  реттік  номерлерінен  бастап  ауыр  металдар 

радиоактивтілігі,  бір  элементтен  басқаға  айналып  жүреді  жəне 

артынан  төзімді  радиоактивті  емес  изотоптарға  айналады.    Негізгі 

радиоактивті  қатар  немесе  ауыр  элементтердің  шоғыры  уран-238, 

уран-235, торий-232 болып табылады. Аталған элементтер (оларды 

аналық  радионуклидтер  деп  те  атайды)  өмір  сүру  уақыты  ұзақ: 

жартылай  ыдырау  периоды,  яғни  атом  санының  екі  есе  азаюына 

кететін  уақыт  4,5*10

9

;  7,13*10

8

;  1,39*10

10

,5*10

10

  құрайды.  Уран 

құрамында ең ұзақ өмір сүретін радиоактивті газ-радон (= 3,82 тəу.) 

жəне радий (= 1620 жыл) сияқты радионуклидтер кіреді.  Соңынан 

уран радиоактивті емес радиогенді қорғасынға айналады.  

Радиоактивті  шоғырынан  басқа,  көп  тараған  жалғыз 

радионуклиді бар, радиоактивті ыдырауы бір актпен бітетін калий-

40  (1,4*10

9

  жыл).  Бір  тұтас  жер  қыртысында  концентрациясы 

жоғары  үш  радиоактивті  элементтер:  уран.  (2,5*10

-4

  %),  торий  

(1,3*10

-3

 %) жəне калий - 40 (2,5 %). Сондықтан радиометр осы үш 

элементтерді өлшейді. Олар тау жыныстарында изоморфты аралас 

жəне жеке минерал ретінде кездеседі. 

 

40

Радиоактивтілік  параметрлері.  Сыртқы  əсерлерден 

тəуелсіз  атом  ядросының  ішкі  жағдайына  негізделген  бір 

изотоптың  басқаға  айналу  процессі  радиоактивті  ыдырау    болып 

есептеледі. Бұл процесс кездейсоқтық, яғни ядродан бөлшектердің  

ұшып  шығуының  сипаттамалары.  Радиоактивті  ыдырау  келесі 

параметрлермен сипатталады:  

1.  Жартылай  ыдырау  периоды.  Əртүрлі  элементтерде 

жартылай  ыдырау  периоды  əр  мөлшерде  көбіне    -  10

-6

  нан  10

10

 

жылға  дейін  өзгереді.  Əр  элемент  үшін  анықталған  жəне  тұрақты 

көрсеткіштер  болып  табылады  жəне  оның  диагностикалық 

белгілері болуы мүмкін. .  

2.  Табиғи  сəулелердің  құрамы.  Табиғи  радиоактивтілік 

альфа, бета, гамма, нейтрондық жəне т.б. сəулелерден тұрады.  

Альфа-ыдырау  кезінде  ядродан  екі  протоннан  жəне  екі 

нейтроннан  тұратын  альфа  бөлшектер  жоғарғы  жылдамдықпен 

тарайды. Альфа-сəулеленудің өтімділік қабілеті нашар.   

Бета-ыдырау  ядродағы  нейтрондар  санының  (протондарға 

қарағанда)  күрт  көбейюіне  байланысты  жүреді.  Бұл  құбылыс 

ядроны  тұрақсыздық  жағдайға  келтіріп,  ол  басқа  бір  тұрақты 

жағдайға ауысады. Бета-сəулелердің өтімділігі əлде қайда жоғары.   

Гамма-ыдырау,  гамма-квант  өте  жоғарғы  жиіліктегі 

электромагнитті  сəулелер  ағымын  келтіреді.    Бұларда  басқалар 

сияқты  сыртқы  орта  əсерінен  жұтылады  жəне  ыдырайды,  бірақта 

электрлік  бейтараптығынан  жоғарғы  өтімділігімен  ерекшеленеді.  

(ауада жүздеген метр жəне тау жыныстарында бір метрге дейін). 

Тау 

жыныстарының 

радиоактивтілігі. 

Тау 

жыныстарының  жəне  руданың  радиоактивтілігі  мейлінше  көп 

болған  сайын  оның  құрамында  уран,  торий,  калий-40  табиғи 

радиоактивті 

элементтер 

концентрациясы 

көп 

болғаны.  

Жыныстарды  құраушы  минералдардың  радиоактивтілігі  бойынша 

4-топқа  бөлінеді.  Радиоактивтілігі  жоғары  болып  уран,  торий 

минералдары,  сонымен  бірге  уран  мен  торий  құрамында 

шашыранқы түрде кездесетін минералдар белгіленеді. Ең жоғарғы 

радиоактивтілік құрамында  40  калий  кездесетін  минералдарға  тəн 

(дала  шпаты,  калий  тұзы).  Орта  радиоактивтілік  магнетит, 

лимонит, сульфид сияқты минералдарға тəн.  

Радиоактивтілігі төмен кварц, кальцит, гипс, тас тұзы жəне т.б.  

 

41

Тау 

жыныстарының 

радиоактивтілігі 

ең 

бірінші 

жыныстарды 

құраушы 

минералдар 

радиоактивтілігімен 

анықталады.  Олардың  радиоактивтілігі  метоморфизм  дəрежесіне 

жəне  жасына,  пайда  болу  ерекшелігіне,  санды  жəне  сапалы 

минералдар  құрамына  байланысты.  Тау  жыныстарының  жəне 

руданың  радиоактивтілігі  уранның    пайыздық  эквиваленттілігі 

бойынша келесі топқа бөлінеді:   

-

 

радиоактивті емес жыныстар  (

 10

-5

 %);  

-

 

радиоактивтілігі орташа  жыныстар  (

 10

-4

 %);  

-

 

радиоактивтілігі жоғары жыныстар жəне рудалар (

 10

-3

 

%);  

-

 

радиоактивті емес рудалар (

 10

-2

 %);  

-

 

радиоактивтілігі жоғары жəне қатарлы рудалар (

 0,1 %). 

Радиоактивті  элементтердің  жалпы  концентрациясынан 

басқа  ортаның  радиоактивтілігінің  маңызды  сипаты  болып 

сəулеленудің 

немесе 

энергияның 

таралу 

аралығындағы 

энергетикалық  спектр  табылады.  Мысалы,  уранды-радийлі  қатар 

үшін  гамма-сəулесінің  максимальды  энергиясы  1,76  МэВ,  ал 

жалпы  спектр  0,65  МэВ,  торийлі  қатар  үшін  ұқсас  параметрлер 

2,62  жəне  1  МэВ  аспайды.  Калий-40  гамма-  сəулелену  энергиясы 

тұрақты (1,46 МэВ). 

Осылайша,  гамма-  сəулеленудің  жалпы  қарқындылығы 

бойынша радиоактивті элементтердің болуы мен концентрациясын 

бағалауға  болады,  ал  спектрлік  сипатын  (энергетикалық  спектр) 

анализдеу 

бойынша 

уран, 

торий 

немесе 

калий-40 

концентрациясын жеке-жеке анықтауға болады.    

жүктеу/скачать 1,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: