Физические основы ИНК.

Сущность ИНК заключается в изучении нестационарных полей и γ -полей с помощью аппаратуры, в скважинном приборе которой имеется генератор нейтронов и детектор тепловых нейтронов или γ -квантов. Генератор нейтронов испускает периодические быстрые нейтроны с частотой от 10 до 500 Гц. Длительность каждого импульса около 10^-6с

В наземной аппаратуре размещаются: временной анализатор, разделяющие счетные и маркерные импульсы и схемы регистрации счета импульсов в одну минуту.

В качестве источника быстрых нейтронов используют специальные генераторы нейтронов. Скважинный генератор нейтронов представляет стеклянный баллон, заполненный дейтерием при низком давлении (0, 02-0, 05 Па).

Внутри трубки с одной стороны располагается катод, а с другой – высоковольтный электрод, внутри которого находится титановая пластина, насыщенная тритием. На высоковольтный электрод подают отрицательное напряжение около 150 кВ. Между катодом и высоковольтным электродом располагается полый цилиндрический атод, на который подают напряжение в несколько сотен вольт. Снаружи трубки вокруг атода располагается катушка индуктивности. Электроны, эммисируемые катодом, ускоряются после анода и далее кооперируют атомы дейтерия в трубке. Одновременное действие электростатического тока атода и магнитного поля катушки индуктивности заставляют электросилы двигаться по спирали, что увеличивает длину их пути. Положительно заряженные атомы дейтерия притягиваются к отрицательно заряженному высоковольтному электроду, ускоряются и образуют эту частицу, насыщенную тритием.

В результате ядерной реакции образуется поток нейтронов с энергией до 14 МЭВ.

Выход нейтронов при этом составляет10⁶-10⁹ нейтронов в секунду. Длительность потока обычно составляет 10-20мсек и зависит от времени подачи напряжения на анод.

Сущность импульсного режима заключается в облучении пластов, вскрываемых скважиной, кратковременными потоками быстрых нейтронов длительностью Δ t следующими друг за другом через промежуток времени t.

Через некоторое время tз (время задержки) после окончания интерпретируемого нейтронного импульса в течении времени Δ tзам (время замера) производится измерения плотности нейтронов или гамма-излучения радиоактивного захвата тепловых нейтронов I_nγ =f(t_зад)

Последовательно измеряя время задержки при постоянном времени замера можно получить зависимость плотности тепловых нейтронов или гамма-квантов радиоактивного захвата нейтронов от времени задержки.

При применении нейтронов после процесса замедления в приближении можно считатьпроисхдящими последовательно, поэтому их можно изучить раздельно в зависимости от времени задержки после испускания быстрых нейтронов. Время задержки быстрых нейтронов характеризуется водород содержанием среды и составляет в среднем 10¹-10² мкс. Время диффузии тепловых нейтронов определяется водород содержанием и наличием в среде элементов с аномальными свойствами нейтронов. В силу быстрого различия во временах замедления быстрых нейтронов и диффузии тепловых нейтронов с увеличением tзад регистрируемая плотность тепловых нейтронов будет однозначно определятся только поглощающими свойствами среды.

При малых tзад плотность тепловых нейтронов будет определятся лишь замедляющими свойствами среды.