Стандартный образец состава уранового рудного тела, пересеченного скважиной (СО СУРТ)

Технические требования

1. Область применения.

СО СУРТ используют для поверки (калибровки) одноканальных каротажных геофизических гамма-радиометров при метрологическом обеспечении работ по гамма-каротажу.

2. Показатели назначения.

Аттестуемыми характеристиками СО СУРТ являются массовые доли урана и радия, информационными - массовые доли тория и калия, плотность, коэффициент влажности, эффективный атомный номер и коэффициент приведения к нормальной среде. Диапазоны массовых долей урана и радия (в единицах равновесного урана) в СО 0.008-0,012 %; массовые доли не аттестуемых естественных радионуклидов не должны превышать 2-1СГ^[1] % по торию и 0,3 % по калию.

В свидетельстве^[1] на СО должны быть указаны аттестуемые характеристики и их погрешности при доверительной вероятности 0,95, и информационные - массовые доли тория и калия, плотность, коэффициент влажности, эффективный атомный номер и коэффициент приведения к нормальной среде, а также показатель однородности материала.

Дополнительно СО СУРТ могут быть аттестованы по мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения (по мощности амбиентно- го эквивалента дозы).

3. Требования к исходному материалу.

В качестве исходного материала для изготовления СО используется природная урановая руда силикатного состава с эффективным атомным номером от 11 до 15 и коэффициентом нарушения радиоактивного равновесия между радием и ураном (Крр) от 0,95 до 1,05, а в качестве наполнителя - кварцевый песок. Общая масса исходного материала порядка 5000 кг. Предельные размеры частиц материала должны находиться в интервале от 1 до 3 мм.

4. Конструкция СО.

Корпус СО представляет собой герметичную емкость в виде правильного параллелепипеда (или цилиндра) со стороной основания (диаметром) 140 ± 3 см и высотой 15 ± 3 см. Стенки корпуса СО готовят из листового железа толщиной от 2,5 до 5 мм. По центру емкости вдоль центральной ее оси устанавливают стальную трубу диаметром 100 мм с толщиной стенки 2,5 ± 0,5 мм, которая имитирует скважину. Все швы емкости тщательно заваривают, а внутреннюю поверхность покрывают антикоррозийным составом (например, гудроном). Емкость желательно установить на бетонную подставку с основанием 140 х 140 см и высотой не менее 50 см с отверстием по диаметру отверстия в емкости. Подготовленную емкость заполняют радиоактивным материалом насыпной плотностью не менее 1,5 г/см .

5. Технология подготовки, укладки и опробования рудного материала.

Из приготовленного для изготовления СО исходного материала отбирают пробу массой 1 кг - для минералогического анализа. Затем весь материал дробят так, чтобы предельные размеры частиц материала находились в интервале от 1 до 3 мм, тщательно перемешивают (например, с помощью бетономешалки) до получения однородной массы и отбирают пробу массой 1 кг - для гранулометрического анализа. Однородность перемешивания определяют по результатам измерений скоростей счета по гамма-излучению 30-40 проб массой порядка 200 г, взятых по окружности и высоте конуса смеси, на специальной низкофоновой установке. Масса признается однородной, если максимальное отклонение от среднего значения не превышает 10 %, а значение среднего квадратичного отклонения менее 7 %.

Загрузку подготовленного материала в емкость производят послойно; при этом руду взвешивают и укладывают слоями по 8-10 см. После укладки каждый слой утрамбовывают и покрывают плотной пленкой с отверстиями диаметром ~ 10 мм из расчета 20-30 отверстий в каждом слое - для исключения процесса сегрегации и обеспечения миграции радона. При засыпке рудного материала с поверхности каждого слоя отбирают по три пробы массой до 0,5 кг и из каждой пробы в герметичную емкость отбирают навески массой 10-15 г - для определения влажности. Из каждой пробы отбирают навески массой порядка 200 г и проводят двукратные измерения скоростей счета по гамма-излучению на специальной низкофоновой установке - для оценки однородности засыпанного в емкость материала. Методика расчета неоднородности - дисперсионный анализ. Масса засыпанного материала удовлетворяет требованиям однородности для гамма-каротажа, если максимальное отклонение от среднего значения не превышает 7 %, а значение среднего квадратичного отклонения менее 4 %.

Весь оставшийся материал проб смешивают и квартуют до массы 2 кг, растирают и делят на 20 дубликатов - по 100 г. в каждом - для последующего анализа на уран, радий, торий и калий.

После погрузки рудного материала верхнюю крышку емкости заваривают, проводят проверку на герметичность и в течение месяца проводят измерение гамма-поля в ее центре. Результаты измерений должны возрастать и к концу месяца достигнуть стабильных значений. При соблюдении всех требований по изготовлению СО полученные значения скоростей счета (выраженные в единицах МЭД гамма-излучения точечного радиевого источника) должны сохраняться в течение всего срока службы и их используют для контроля стабильности параметров СО.

6. Порядок установления аттестационных характеристик.

Аттестационные характеристики СО СУРТ можно определять одним из двух методов.

• 6.1. Массовые доли урана и радия определяют методом лабораторного эксперимента - по результатам анализов не менее чем в 7 лабораториях, аттестованных на данный вид анализа. Обработку результатов измерений рекомендуется проводить методом медианного анализа. При этом погрешность определения массовых долей урана и радия при доверительной вероятности 0,95 не должна превышать 4 %.
• 6.2. Массовые доли радия (в единицах равновесного урана) определяют методом передачи размера единиц от аттестованного СО СУРТ с помощью образцового гамма-радиометра. Погрешность определения массовой доли радия при доверительной вероятности 0,95 не должна превышать 5 %.
• 7. Порядок установления информационных характеристик.
• 7.1. Оценку массовых долей тория и калия рекомендуется выполнить по результатам лабораторных анализов дубликатов пробы в 1-2 лабораториях.
• 7.2. Коэффициент приведения к нормальной среде N и эффектив-

ный атомный номер ^,фф рассчитывают по результатам силикатного анализа групповой пробы по формулам используют для вычисления и

где р_х, Д и Д - соответственно массовая доля, атомный номер и атомная масса /-го элемента, входящего в состав руды.

7.3. Плотность загруженного в СО материала р определяют расчетным способом - как отношение массы засыпанного в емкость материала к объему емкости.

• 7.4. Коэффициент влажности /? определяют расчетным способом по навескам массой 10-15 г, отобранным в процессе загрузки материала в емкость.
• 8. Стабильность параметров СО контролируют ежеквартальными измерениями образцовым гамма-радиометром в геометрическом центре СО по скорости счета в интегральном режиме (желательно в единицах мощности экспозиционной дозы гамма-излучения точечного радиевого источника). Допустимые отклонения результатов измерений от значений, выполненных спустя месяц после герметизации СО, - не более 2 %.

• [1] Аттестация СО производится органами Ростехрегулирования или ведомствами, имеющими соответствующую лицензию Госстандарта РФ - в зависимости от ранга СО.
• [2] Аттестация СО производится органами Ростехрегулирования или ведомствами, имеющими соответствующую лицензию Госстандарта РФ - в зависимости от ранга СО.