Способ измерения концентрации нейтроно-поглощающих элементов

(11) 453118 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 31,05,72 (21) 1790769/26-25 51) 1, Клб 01 Ч 5/00015 23/О присоединением заявкиГосударственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий) Дата опубликования описания 20,04,7-,(72) Авторы изобретения Е. И, Крапивскй, А. й. Ерем, Э. Й, Егоров и Г,Сок о"ог есоюзный научно-исследовательский ипстпт разведочной геофизики) Заявитель 54) спосое изме). ения концентрлцип нейтонопо 1-лОшлющихЭЛЕМЕНТОВ енности. Измеряют ппотпост п ловых нейтронов в ин отока мецленных итервалах между им -ов и по соотноше -удят о концентрапульсами быстрых пептронию нейтронных потоков сции нейтронопоглощаюгцего эпной породе. мента в гор 4Изобрете.пе относится к способам измерения импульсным нейтронным методом элементов, обладающих свойством аномального поглощения медленных нейтроной.Известен способ импульсного нейтронного каротажа, основанный на облучении горной породы, ткруж.ющей скваж;иу, пмпульсамп нейтронов от генератора плотности нейтронов от генератора п измерении плотности нетронов в интервалах между инпульсаи, При этом па горную породу возцействуют импульсами быстрых нейтронов (14 Мэв), которые, взаимодействуя с яцрами горной породы, окружающей скважину, замедляются цо тепловых энергий и с большой вероятностью захватываотся ядрами эпемептов, обпацающих аномальной способностью поглощения медленных нейтронов. недостатки известного способ заключаются в том, что на резупьтаты измерений оказывает существенное вппяше нестабпль - ность выхоца нейтронов из ускорительной трубки, а также нейтронные свойства и гео - метрпя среды, в которой производят пзмере - нпя. Например, прп постоянной концентрации опрецепяемого элемента в горной породе резупьтать нмпупьсного нейтрон-нейтронного каротажа зависят от влажности горной поро - цы и диаметра скважины, Поэтому точность определения концентрации элементов в из - вестном снособе нецостаточна цпя промыш -Прецложенныи способ не имеет отмеченных недостатков благодаря тому, что пзмеря - ют плотность потока тепловых нейтронов прп времени зацержки поспе импульса, боль - шем времени замецления нейтронов цо энер - гии верхней границы теплового спектра, но меньшем времени установления теплового равновесия нейтронов со срецой, и при времени зацержкп после импульса, боль - шем времени жизни тепловых нейтронов в453118 Составитель О, КалининТехред О, Луговая Корректор Н. Бугакова Редактор Т. Орловская Заказ,903/3. 1 1 Тираж 722 Подписное ЦНИИПГосударственного комитета Совета Министров СССР по целам изобрегений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Филиал НПП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 той же среде, а затем определяют отноше -ние плотностей,Сушность изобретения заключаются в том,что при малых временах задержки после им -пульса (100-200 мксек) изменение концентраци нейтронопоглощаюшего элементав горной породе привод к сравнительно слабому изменению скорости счета тепловыхнейтронов, С увеличением времени загержки увеличивается градиент зависимости ско - 1 Орости счета медленных нейтронов от кон -центрации нейтронопоглошаюшего элемента вгорной породе, особенно при небольших его концентрациях.Экспериментально установлено, что от - ношение плотностей потоков мецленных нейт. ронов при цвух соответствующим образом выбранных временах задержки слабо зависит от влажности горной породы, нестабильности выхода потока етронов из ускорительной труб ки и в то же время чувствительно к изменению концентрации:еитроопогпошаюшего элемента в горной породе, Например, изменение весовой влажности песка от 1 до 10% приводит к изменению отношения плотностей по 25 токов нейтронов всего на 20%, тогда как изменение весовой влажности песка в тех же прецелах приводит к изменению плотнос. ти потока тепловых нейтронов на 300% при времени задержки после импульса 200 мксек 50 и 270% при времепи задеркк 600 мксек.Лналз резул. татов показывает, что незначп тел ьп ое уменьшение чувс тви тельости при змепеи отноцеия лотпостей вОле компенсируется сушествепным улучшением 35 помехоустойчивости сиособа.Послецовательпость о:ерацпй при измерении кошентраци не,тропооглспаоших зле - ментов предложе;шым способом слецуюшая,По результатам ;сслецовашй на моделях 40 определяют ютг альнье вре.еа задержки после импульса и ширьну временного окна,Определясот завсалость плотности потока тепловых нейтронов от концентрациинейтроопогпоцаюшего элемента в горной 45 породе при выбранных временах задержкии ширинах временного окна,Измеряют (в скважинах) плотность потоков тепловых нейтронов при двух выбранных временах задержки и отношение плотностей.По результатам измерений в скважинеопределяют концентрацию анализируемогоэлемента. В качестве исходного параметрапрн количественной интерпретации используют отношение скоростей счета тепловыхнейтронов при двух выбранных временах задержки после импульса,Например при измерении концечтрации ртути первое время задержки после импульса 100 - 200 мкеек, ширина временного окна 50-100 мксек, второе время задержки 500 - 1000 мксек, ширина временного окна 50-100 мксек,Предложенный способ позволяет сушественно улучшить помехоустойчивость импульсно - го нейтронного каротажа при определении концентрации ртути, кадмия, индия, бора, лития и цругих нейтронопоглошаюших элементов. формула изобретения Способ измерения концентрации нейтронопоглощаюших элементов, основанный на облучении контролируемой среды, например горной породы, импульсами нейтронов и измерении плотности потока тепловых нейтронов втервалах между импульсами при двух разл чых временах зацержки после нейтронно - гоимпульса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния состава срецы и скважины на результаты измерения, первое время задержки выбирают больше времени замедления быстрых нейтронов до энергии верхней границы теплового спектра, но меньше времени установления теплового равновесия нейтронов в среде.