Общее определение

Общие положения

Геофизические методы, основанные на различных электрических, магнитных, радиоактивных свойств пород включаемых в себя различные виды измерений: гравиметрический, электрический, сейсмический и др. пройденные за 3 года обучения, или продолжающие изучение на 4 и 5 курсах.

Наш курс «Ядерная геофизика» связана с ещё одним свойством горных пород – радиоактивностью.

Радиоактивность (от латин. – radio – излучение, activus – действенный) – самопроизвольные превращения устойчивых изотопов химического элемента в другие изотопы, сопровождается испусканием элементарных частиц (α,β), а так же электромагнитные излучения.

Различают естественную радиоактивность изотоповЮ существующих в при радиоакт. усл. и искуственную радиоактивность, получаемых при ядерных реакциях.

А – число n₀’+p₁^’ число р+ n₀ в Z число p₁ – атомный номер равный числу р₁ в ядре.

Изотопы: Ядра имеющие один, число p₁^’ по (Н₂О) реакции (D₂O) n₀’

Радиоактивностью называется способность изотопов химических элементов самопроизвольно превращаться в другие, более устойчивые элементы с испусканием α,β,ϒ частиц (также протонов и нейтронов).

Процесс превращения одного изотопа в другой называется радиоактивным распадом.

Основной закон радиоактивного распада:

N=N₀e^-λ•t

Где N₀ – начальное число ядер, N – текущее число, λ – постоянная распада, t – время.

Постоянная распада λ имеет размерность обратную времени и определяется из графика:

Практически продолжительность жизни радиоактивного изотопа характеризуется периодом полураспада Т_1/2 – время в течение которого распадается половина начального количества атомов данного радиоактивного вещества.

· Ядро атома (n₀’+p₁^’ )

Кюри – кольчество радиоактивного распадавещества, в котором происходит 3,7 ∙10¹⁰ распадов/сек. = 1 г-экв Ra/2 – на 1г. породы

1) Милликюри -10^-3к

Мсn - -10^-6к

2) Доза излучения – РЕНГЕН – количество поглощенного ренгеновскими или ϒ- излучением.

Для оценки радиоактивности горных пород при радиометрических исследованиях пользуются объёмными единицами концентрации радиоактивных элементов – нанокилограмм – эквивалент радия 1 м³

породы:

10^-9кгRa/m³, мкр/час, илт/мин

При распаде естественных радиоактивных элементов испускаются α,β частицы и ϒ -кванты.

α – лучи - поток частиц, которые являются ядрами атомов гелия (He₂⁴).

При прохождении через вещество энергия α – частиц расходуется приимущественно на ионизацию атомов^*. Длина пути проходимого α – частицей, до полной потери энергии, называется пробегом: в воздухе она меньше 11,5 см, в твёрдом веществе – микроны.

β – лучи – поток частиц несущий отрицательные (электроны), или положительные (позитроны) заряды. Они имеют большую чем α- частицапроникающую способность (но не больше 8-9мм в горной породе).

ϒ- лучи – поток нейтральных частиц, имеющих ту же природу, что и радиоволны, свет, и отличаются от них высокой частотой колебания.

Скорость ϒ-лучей в вакууме равное скорости света (300000м/c).

Энергия ϒ-квантов выражается соотношением:

E_ϒ=hv

Где h- постоянная Планка 6,62∙10^-34 Дж∙сек, v-частота,

Постоянная Планка – 6,625∙10^-27эрг – сек

Е_ϒ=h∙ɳ ɳ=c/λ

Из-за электрической нейтральности ϒ-квантов проникающая способность лучей в горных породах достигает десятки см и используется при регистрации естественной и искуственной радиоактивности.

Частота ϒ-квантов - 3∙10¹⁹-3∙10²² гц

Длинна волны - 10^-6-10^-10см

· Ионизация – превращение атомов, молекул среды в ионы – частицы несущие положительный или отрицательный заряд.

Схемы распада

Определенно (не входит в ряды) к числу радиоактивных изотопов относится К⁴⁰, Т_1/2≥10⁹лет

Β – распад (88%)

Конечный продукт Са⁴⁰ (кальций)

Нейтрон переходит в p₁^’ (Z↑) a A=const!

10⁶эv = 1MэV

Электрон-вольт: единица энергии, которую приобретает «е^-» при прохождении разницы потенциалов 1V. 10⁶эV=1 МэV.

Дата добавления: 2014-01-05