Метод наведенной активности:

        физические основы, методика проведения,

        область применения

Метод основан на изучении искусственной радиоактивности, возникающей при облучении горных пород нейтронами. По периоду полураспада Т _1/2 искусственно радиоактивных ядер и энергии их гамма-излучения определяют возникший радиоактивный изотоп и исходный изотоп горной породы, из которого он образовался. По интенсивности гамма-излучения радиоактивных ядер находят концентрацию соответствующих исходных элементов в горной породе.

Активация ядер может осуществляться как быстрыми, так и медленными нейтронами. В методе наведенной активности используют установку, содержащую источник нейтронов и детектор гамма-излучения, удаленный от источника на большое расстояние (1,5–2 м).

В зависимости от периода полураспада изотопа, определяемого при МНА, исследования проводят при непрерывном движении прибора по скважине (для изотопов с периодом полураспада, исчисляемым секундами и первыми минутами) или на точках (при значении T _1/2 в несколько минут и более). В первом случае источник находится впереди и «наводит» искусственную радиоактивность, а индикатор движется за источником и регистрирует наведенную радиоактивность. Скорость движения прибора поддерживается строго постоянной. Точку записи относят к середине детектора. Такой способ применим лишь при наведении в породе преимущественно одного изотопа с небольшим значением T _1/2, например ²⁸Аl.

При образовании в породе нескольких изотопов в сравнимых количествах, а также в случае одного изотопа с периодом полураспада порядка нескольких минут и более проводят исследования при неподвижном приборе – по точкам. Скважинный прибор опускают на такую глубину, чтобы источник расположился против точки, намеченной к исследованию. После некоторого времени, достаточного для активации интересующих нас изотопов, прибор быстро перемещают на расстояние, равное интервалу между источником и индикатором, и последний устанавливают точно против облученной точки. Далее измеряют, интенсивность гамма-излучения при нескольких значениях времени задержки после конца облучения либо непрерывно регистрируют изменение во времени наведенной активности с помощью регистратора. Измерения продолжают в течение времени, равного примерно периоду полураспада наиболее долго живущего из определяемых изотопов. Примерно таким же обычно берут и время облучения.

При исследовании на точках данные об интенсивности наведенной активности (после вычитания естественной гамма-активности) подвергают дальнейшей обработке с целью определения периода полураспада и активности всех изотопов, активирующихся в заметной степени. Для этого часто используют графический способ. Строят кривую спада активности, представляющую зависимость наведенной активности (в логарифмическом масштабе) от времени (в арифметическом масштабе). При наличии в породе одного активного изотопа такая кривая представляет прямую с наклоном, равным постоянной распада этого изотопа. Но и при активации нескольких изотопов (если проводить измерения в течение достаточно большого времени) к концу измерений обычно остается лишь один, наиболее долгоживущий из активированных изотопов. Соответственно правая часть кривой спада активности будет иметь вид прямой линии с угловым коэффициентом, равным постоянной распада для этого изотопа. Продолжая эту прямую влево до пересечения с осью ординат, получают кривую спада активности наиболее долго живущего изотопа для любого момента времени.

Вычитая активность этого изотопа в разные моменты времени из суммарной активности, получают кривую спада активности остальных активных изотопов. Результаты исследований зависят (кроме конструкции скважины) от содержания в породе водорода и среднего времени жизни нейтронов.

В настоящее время МНА применяют в основном для выделения в разрезе скважины руд и оценки концентрации таких элементов, как алюминий, медь, марганец, фтор (флюорит).

При применении источников высокоэнергетических нейтронов (генераторов нейтронов) удается получить достаточно интенсивную активацию кислорода (Т _1/2 = 7,4 с). По изменению активности этого изотопа по стволу скважины можно выделить в разрезе скважины полезные ископаемые, бедные кислородом (каменный уголь, самородную серу, иногда нефтеносные пласты), а также изучить содержание углеводородов в жидкости, заполняющей скважину, что важно при контроле за разработкой нефтяных месторождений.