НЕЙТРОННЫЙ ГАММА-МЕТОД

Нейтронный гамма-метод (НГМ) и спек­трометрический нейтронный гамма-метод (НГМ-С) основаны на взаимодействии нейтронов с ядрами элементов, входя­щих в состав горных пород.

Сущность нейтронного гамма-метода состоит в облучении горной породы тепловыми нейтронами и исследова­нии интенсивности искусственного гамма-поля, образовавшегося в результате поглощения (радиационного захвата) этих нейтронов породообразующими элементами.

Интенсивность гамма-излучения радиационного захвата за­висит в основном от

1) числа тепловых нейтронов, поглощаемых единицей объема горной породы, и

2) длины зонда.

Число нейтро­нов, поглощаемых единицей объема породы, пропорционально плотности тепловых нейтронов, которая зависит от замедляю­щих и поглощающих свойств горной породы. Как отмечалось выше, замедляющие свойства среды зависят от водородосодержания, а поглощающие свойства — от водородосодержания и содержания элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов в окружающей среде (хлора, бора, железа, марганца

и др.).

Различные элементы при захвате одного теплового нейтрона испускают неодинаковое количество гамма-квантов. Это свой­ство называется эмиссирующей способностью. Так, минимальной эмиссирующей способностью обладают водород, кислород и углерод (около 1 гамма-кванта на один захват), максимальный — натрий и хлор (3, 09 и 2, 36 гамма-квантов на один захват). Кроме того, гамма-кванты, образовавшиеся при захвате теп­ловых нейтронов, различаются по энергиям. Поскольку прони­кающая способность гамма-квантов зависит от энергии, коли­чество их, достигших индикатора, зависит от ядер элементов -поглотителей тепловых нейтронов. Количество гамма-квантов, зарегистрированных аппаратурой при захвате 1 нейтрона, назы­вают эффективной эмиссирующей способно­стью. Бороносные пласты, например, обладают низкой эф­фективной эмиссирующей способностью, поэтому характеризу­ются резким понижением интенсивности радиационного захвата /_nv, хотя бор отличается высокой эмиссирующей способностью и большим сечением захвата тепловых нейтронов, но испускает мягкое гамма-излучение (____< 0, 5 МэВ). Присутствие в породе аномально активных поглотителей тепловых нейтронов (хлора, марганца, кадмия и др.), вызывающих жесткое гамма-излуче­ние, приводит к повышению интенсивности при прочих равных условиях,

так как эти поглотители характеризуются высокой эффектив­ной эмиссирующей способностью.

Таким образом, число поглощаемых нейтронов, а следова­тельно, количество вторичных гамма-квантов определяются за­медляющими и поглощающими свойствами горных пород.

Зонды НГМ также подразделяются на доинверсионные, ин­версионные и заинверсионные. При работе с заинверсионными зондами показания нейтронного гамма-метода находятся в обратной зависимости от водородо­содержания, близкой к экспоненциальной.

Таким образом, показания НГМ зависят и от водородосо­держания, и от хлоросодержания, причем по-разному: при по­вышении водородосодержания /_nv уменьшается, а при повы­шении хлоросодержания — увеличивается. Это обстоятельство необходимо учитывать при интерпретации данных НГМ.