自然伽马测井.ppt

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第一页，共72页。
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性
1、原子的结构
矿物、岩石、石油和地层水都是由分子组成的，分子又是由原子组成的。原子的中心是原子核，离核较远处核外电子按一定的轨道绕核运动。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性
2、同位素和放射性核素
核素：原子核中具有一定数量的质子和中子并在同一能态上的同类原子（或原子核）。同类核素的原子核中质子数和中子数都分别相同。
同位素：原子核中质子数相同而中子数不同的核素。具有相同的化学性质，在元素周期表中占有同一位置。
放射性：不稳定的核素所具有的自发地改变自身结构，衰变成其它核素并释放射线（α、β、γ） 的性质。
放射性同位素：具有放射性的同位素。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性
3. 核衰变
核衰变：原子核自发地释放出一种带电粒子（α或β），蜕变成另外某种原子核，同时放出伽马（γ）射线的过程。
核衰变规律：放射性核素随时间按指数递减的规律，递减速度唯一的决定于放射性核素本身。
核衰变常数λ：决定于该放射性核素本身的性质，与外界作用无关。不同的核素λ不同，其值越大衰变越快。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性
3. 核衰变
半衰期T：N=N0/2时的衰变时间。即当t=０时，放射性核素为N0个。经过Ｔ时间衰减后，放射性核素为N0/２个。
T与λ一样决定于该放射性核素本身的性质，与外界作用无关。不同的核素T不同，其值越大衰变越慢。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性

放射性活度（强度）：一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的核数。单位：居里（Ci）或贝可勒尔（Bq） 1居里=×1010/s ，1贝可勒尔（Bq）=1/s 。
放射性比度（比放射性，放射性浓度）：是指单位质量或单位体积的物质的放射性活度。最常用的单位是：Bq/g（即1个/s·g）、Ci/g （×1010个/s·g）。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及其放射性

α射线：是氦原子核2He4流，带有两个单位正电荷，容易引起物质的电离或激发，极易被吸收，电离能力强，在物质中穿透距离很小，在井中探测不到。
β射线：高速运动的电子流，在物质中穿透距离较短。
γ射线：频率很高的电磁波或光子流，不带电，能量高，穿透力强。能够穿透地层、套管以及仪器外壳，可以在井中被探测到。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
二、伽马射线和物质的作用形式

γ射线能量较低时，穿过物质与原子中的电子相碰撞，将其能量交给电子，使电子脱离原子运动，而γ整个被吸收，释放出光电子。光电效应发生几率τ随原子序数的增大而增大，随γ能量增大而减小。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
二、伽马射线和物质的作用形式

τ——线性光电吸收系数， γ光子穿过1cm吸收物质时产生光电子的几率；
λ——γ光子的波长；
n——指数常数，对不同的元素取不同的值，对C、，；
ρ——物质的密度；
Z——物质的原子序数；
A ——物质的质量数。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井
第一节 伽马测井的核物理基础
二、伽马射线和物质的作用形式

中等能量的γ光子与原子的外层电子发生碰撞时，把一部分能量传给电子，使电子从一个方向射出——康普顿电子，损失了部分能量的射线向另一个方向散射出去——康普顿射线。γ发生康普顿效应时，γ损失的能量与原子序数及单位体积内的电子数有关。
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第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井