Патент ссср 171938

 

О П И С А Н И E l71938

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Мз

Кл. 21о, 30о

Заявлено 28. I I.1964 (М 885227/26-25) с присоединением заявки Pe

Приоритет

Опубликовано 22.V1,1965. Бюллетень М 12

3ата опубликования описания 2! VII.1965

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК Н 05d

УДК 550.835 (088.8) Авторы изобретения

Г. Б, Варварин, В. Я. Жаворонков и Е. М, Филиппов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ И ОБЪЕМНОГО ВЕСА ГОРНЫХ ПОРОД

В ИХ ЕСТЕСТВЕННОМ ЗАЛЕГАНИИ

Подписная груапа М 97

Известны устройства для раздельного определения либо объемного веса, либо влажности горных пород в их естественном залегании, содержащие источник излучений, защиту детектора (сцинтилляционного счетчика) от источника излучений, детектор, кадмиевый экран и из м ер ител ьную схему.

Влажность горных пород с использованием ядерного излучения определяют нейтрон-нейтронным методом по замедлению нейтронов на водороде. Объемный вес горных пород определяют или по потоку рассеянного, или по потоку ослабленного гамма-излучения.

Для определения влажности и объемного веса горных пород промышленностью выпускаются нейтронные влагомеры и плотномеры, с их помощью можно раздельно измерить как плотность (объемный вес), так и влажность горных пород в условиях естественного залегания (на обнажениях, в шпурах, скважинах и т, д.). Однако неодновременное измерение параметров зачастую приводит к ошибкам и дезинформации.

Предлагается устройство для одновременного определения влажности и объемного веса горных пород в их естественном залегании. В нем, с целью одновременной регистрации одним сцинтилляционным счетчиком рассеянного гамма-излучения, характеризующего объемный вес горных пород, и гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов, характеризующих влажность горных пород, люминофор окружен веществом, захватывающим тепловые нейтроны.

На чертеже изображено описываемое устройство в разрезе.

Устройство содержит источник 1 гамма-нейтронного излучения, защиту 2, люминофор 3, фотоэлектронный умножитель 4, слой 5 веще10 ства, поглощающего тепловые нейтроны, кадмиевый экран б.

Регистрация нейтронов осуществляется путем детектирования характерных линий гамма-излучения, возникающего при радиацион15 ном захвате нейтронов ядрами некоторых элементов (бором, самарием, гадолинием и т. д.).

Поэтому люминофор окружен слоем вещества, содержащего указанные элементы. По интенсивности гамма-излучения радиационного

20 захвата нейтронов можно судить о влажности горных пород.

Объемный вес определяется по регистрации рассеянного гамма-излучения применяемого источника. Используя гамма-спектрометр, а в

25 качестве вещества, окружающего люминофор, бор-10 и пр., можно наметить следующую методику одновременного определения влажности и объемного веса пород и грунтов. При определении объемного веса необходимо ре30 гистрировать рассеянное излучение в интерва3 ле энергий 0,2 — 0,3 яэв. Для пород и особенно грунтов, сложе1гных кремнеземом и глиноземом, этот диапазон может быть расширен за счет измерения мягкой составляющей спектра примерно до энергий 0,15 11эв. Определение влажности необходимо вести по регистрации гамма-излучения радиационного захвата бора, самария в диапазоне энергий

0,27 — 0,5 11эв. Аналогичным образом при использовании гадолиния необходимо регистрировать рассеянное гамма-излучение в интервале энергий 0,2 — 0,4 лэв, а гамма-излучение радиационного захвата гадолиния в интервале энергий 0,75 — 1,20 л1эв и т. д.

С целью исключения непосредственного влияния нейтронов на люминофор (йодистый натрий, йодистый цезий) между ним и борсодержащим веществом, окружающим люминофор, помещается кадмиевый экран, поглощающий тепловые нейтроны и практически не ослабляющий гамма-излучения. Влиянием гамма-излучения радиационного захвата нейтронов в породе на оба канала при проведении измерений практически можно пренеб171938 речь, .оскольку интенсивность гамма-излучения используемого источника и линий гаммаизлучения радиационного захвата в слое вещества, окружающего люминофор, много выше интенсивности гамма-излучения радиационного захвата нейтронов в породе.

Предмет изобретения

10 Устройство для одновременного определения влажности и объемного веса горных пород в их естественном залегании, содержащее источник излучений, защиту сцинтилляционного счетчика от источника, сцинтилляцион15 ный счетчик, кадмиевый экран и измерительную схему, отличающееся тем, что в нем, с целью одновременной регистрации одним сцинтилляционным счетчиком рассеянного гамма-излучения, характеризующего объемный

20 вес горных пород, и гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов, характеризущих влажность горных пород, люминофор окружен веществом, захватывающим тепловые нейтроны.

Составитель И. Б. Трофимова

Редактор Л. М. Жаворонкова Техред 10. В. Баранов Корректор В. Н. Маркова

Заказ 1545/14 Тираж 1575 Формат бум. 60 90 /s Объем 0,16 изд. л, Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2