Пересчетный коэффициент

Как было показано выше, пересчетный коэффициент зависит от эффективности детекторов и вычисляется по формуле

в которой спектр №(Е) соответствует единичной массовой доле урана, е{Е) - эффективность регистрации детектора, равная отношению частоты зарегистрированных импульсов N к числу моноэнергетических (с начальной энергией Е) частиц или у-квантов, падающих на детектор,

В сцинтилляционных детекторах, которые применяют в настоящее время для регистрации данных гамма-каротажа, используют ионизацию электронами некоторых органических и неорганических веществ, которая приводит к образованию возбужденных атомов. Переходя в основное состояние, эти атомы испускают энергию в виде световых вспышек в фиолетовой или ультрафиолетовой частях спектра. Вспышки преобразуются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) в импульсы тока. Интенсивность световых вспышек, а следовательно, и амплитуды импульсов тока, на выходе ФЭУ пропорциональны энергии вызвавших их электронов. Наиболее широко распространенный тип детектора - кристаллы натрий йод, активированные таллием - Ыа1(Т1). Практически все типы геофизических приборов используют этот тип детектора. Детекторы большого объема (несколько десятков литров), применяемые при аэро- гамма-съемке, часто изготавливают из органических веществ антрацена или стильбена.

В качестве примера на рис. 4.1 приведены характеристики эффективности регистрации /-излучения детекторов в режиме интегрального счета импульсов некоторых наиболее часто используемых для опробования по у-излучению детекторов.

Рис. 4.1. Эффективность регистрации у-излучения детектором на основе монокристалла Иа1(Т1)размерами 18 х 30 мм:

I - в стальном корпусе толщиной 2,5 мм; 2 и 3 -с дополнительными экранами толщиной 1 и 2 мм РЬ

Экранировка детектора свинцовым экраном позволяет существенно снизить влияние атомного номера 2 на пересчетный коэффициент, а предварительная градуировка прибора точечным источником из " Яа позволяет исключить влияние индивидуальных особенностей детектора на результаты измерений. При этом условно традиционно принимают, что 1 мг “ Яа в стальной или латунной упаковке (типа Р-1 или С-41) создает на расстоянии 1 м значение МЭД 840 мкР/ч (для источников типа ЕР в алюминиевой упаковке это соответствует значению 760 мкР/ч).

На рис. 4.1.2 изображены (в соответствии с принципами подобия) в виде графиков зависимостей Л^₍₎от 2 результаты расчетов значений пересчетного коэффициента. На этих же рисунках нанесены значения ЫК₀, полученные экспериментально на моделях, имитирующих условия измерений в геометрии 4п .

Из приведенных результатов можно сделать следующие выводы:

• 1) произведение А1К₀ характеризуется однозначной зависимостью от 2 среды и растет по мере уменьшения объема монокристалла, что обусловлено сравнительно малой эффективностью небольших детекторов к жесткой составляющей спектра у-излучения;
• 2) при экранировании монокристалла Ыа1(Т1) свинцовыми фильтрами влияние 2 на пересчетный коэффициент значительно снижается;
• 3) урановый эквивалент тория для детекторов с экранированными монокристаллами Иа1(Т1) равен 0,35 ± 0,03, а урановый эквивалент калия изменяется от 1,4-10 ⁴ до 2,1-10 ⁴, увеличиваясь пор мере роста 2 среды.

Рис. 4.2. Зависимость МК₀ от 2 для урановых руд с детекторами на основе

Ма1 (Т1) 18 х 30 мм (а) и 10 х 10 мм (б) в различных экранах:

1-2,5 мм Ре; 2-2,5 мм Ре +1 мм РЬ; 3-2,5 мм Ре +2 мм РЬ.

Знаками «о», «х» и «+» показаны результаты измерений

Таблица 4.2

Детекторы на основе монокристаллов Ыа1(Т1) различных размеров и их экранировка, обеспечивающие для рядовых урановых руд значение пересчетного коэффициента К₀ = 115 ± 3 мкР/ч на 0,01 %

равновесного урана

В настоящее время экранировку монокристаллов №(Т1) выбирают из расчета, чтобы для Ы= 1 и при изменении 2 в интервале от 10 до 18

значение пересчетного коэффициента было равным (115 ± 3) мкР/ч на 0,01 % равновесного урана. Рекомендуемые значения свинцовых экранов для монокристаллов различных размеров приведены в табл. 4.2.