Geum.ru

Аналитический активационный комплекс на основе портативного нейтронного генератора для анализа примесей в металлах

Вид материалаДокументы

Содержание


Состав аппаратурно-методического комплекса АИНК-60
Скважинный прибор
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


В статье рассмотрено устройство аппаратурного комплекса АИНК-60 для прямого метода определения содержания урана в скважинах на месторождениях, отрабатываемых методом подземного выщелачивания. Приведены результаты каротажа контрольной скважины одного из месторождений России.

Введение



В 70-х годах прошлого века в мире было открыто большое число урановых месторождений, образование которых обусловлено инфильтрацией подземных вод по проницаемым пластам осадочных пород. В отечественной литературе такие месторождения получили название "гидрогенных" [2]. Геологические и гидрогеологические условия этих месторождений обуславливают высокую эффективность применения для их освоения способа подземного выщелачивания (ПВ), когда под землей растворяют уран и откачивают на поверхность для дальнейшей переработки, а радий с продуктами распада остается в недрах.

Однако существует ряд особенностей, которые можно отнести к неблагоприятным факторам, отрицательно влияющим как на разведку, так и на отработку месторождения. Одним из таких факторов является нарушение радиоактивного равновесия между продуктами распада урана, обусловленное их различной миграционной способностью и разными условиями растворения и осаждения. На гидрогенных месторождениях урана нарушение радиоактивного равновесия – обычное и характерное явление.

Таким образом, применение для подсчета запасов и контроля за отработкой месторождений такого традиционного метода, как -каротаж, требует дополнительных исследований по изучению радиологических условий конкретных месторождений. Решить эту проблему позволяют геофизические методы, основанные на регистрации продуктов реакций деления ядер урана, так называемые прямые методы. Одним из таких методов является каротаж по мгновенным нейтронам деления (КНД-М), реализованный в аппаратурно-методическом комплексе АИНК-60, являющемся продолжением серийно выпускаемой в 80-е годы во ВНИИА аппаратуры ТСКУ.

АИНК-60 позволяет определять в скважинах мощности рудных интервалов и содержание в них урана, поправочные коэффициенты в данные -каротажа при нарушении радиоактивного равновесия, оценивать достоверность результатов интерпретации -каротажа, а также контролировать ход процесса подземного выщелачивания урана.


Состав аппаратурно-методического комплекса АИНК-60


Аппаратура АИНК-60 состоит из скважинного прибора (СП) 2, наземного блока согласования 1 и программного обеспечения, позволяющего управлять работой комплекса и обрабатывать результаты каротажа на персональном компьютере 4 (рис.1).

СП состоит из нейтронного генератора 7 ИНГ-101Т с блоком питания и управления (БПУ) 6, детектора мгновенных нейтронов деления 9, монитора нейтронного потока 8, -детектора 10.

Детектор нейтронов деления – гелиевый газоразрядный счетчик СНМ-18, – окруженный оргстеклом толщиной 8 мм, в чехле из металлического кадмия толщиной 1мм.

Монитор потока нейтронов генератора – активационный и представляет собой систему, состоящую из восьми счетчиков Гейгера-Мюллера СБМ-21, окруженных борсодержащим веществом, причем четыре из них заэкранированы свинцом. Разность между показаниями экранированных и неэкранированных счетчиков монитора пропорциональна потоку нейтронов генератора.

Детектор -излучения – сцинтилляционный на основе кристалла NaI (Tl) размером 30х40 мм, оптически соединенный с фотоумножителем типа ФЭУ-85. Детекторы нейтронов и -излучения выполнены в виде конструктивно завершенных блоков.

В скважинном приборе находится система телеметрии 11, где сигналы всех детекторов обрабатываются, накапливаются и передаются в цифровом виде по любому кабелю, включая одножильный. В наземном пульте согласования осуществляется их анализ на наличие сбоев, накопление в кванте глубины, например 10 см, и передача по последовательному интерфейсу RS-232C в персональный компьютер для проведения предварительной обработки и хранения. Отметим, что в персональном компьютере при каротаже сохраняется вся исходная информация: временные спектры нейтронов, сигналы мониторов и -канала. Это дает возможность проводить их корректный и многовариантный анализ с целью оптимизации параметров обработки.

В состав АИНК-60 входит также градуировочный блок 5 ТБР-911-02, с помощью которого осуществляют градуирование монитора для последующего приведения показаний нейтронного детектора потоку генератора 1х108н/с. Показания блока обусловлены +-излучением 16N, накапливающимся в теле блока при активации быстрыми нейтронами ядер 16О, содержащимися в теле блока градуирования, выполненного из оргстекла.


Аппаратура АИНК-60 (см. рис.1) имеет следующие технические характеристики:

Скважинный прибор


Длина, мм…………………………………… не более 3220

Внешний диаметр, мм……………………… не более 60

Масса, кг…………………………………….. не более 20


Напряжение питания, В…………………….. +(15010)

Потребляемая мощность, Вт……………….. не более 39

Потребляемый ток в режимах, mA:

тестовом ………………….. не более 80

рабочем …………………… не более 250

Габаритные размеры блока трубки ИНГ-101Т БТ и ИНГ-101 БПУ

- составных частей скважинного прибора, мм:

длина БТ……………………………... не более 632

внешний диаметр……………………. не более 34

длина БПУ…………………………… не более 512

внешний диаметр……………………. не более 50

Максимальное рабочее давление, МПа…….. 25

Максимальная рабочая температура, 0С……. 75