Ядерная геофизика
Водные ореолы – образуются за счет растворения урана, иридия, радона в подземных водах, омывающих рудное тело и выноса их во вмещающие породы.
Солевые ореолы – образуются за счет выпадения (закрепления) растворённого в воде урана при взаимодействии с вмещающими горными поподами или при испарении воды.
Газовые ореолы – рассеивание газообразных продуктов распада вокруг рудного тела или же вокруг механических или солевых ореолов.
Биохимические ореолы – повышенное содержание урана и радия в растениях на участках выпада на поверхность урановых руд или открытых ореолов рассеяния.
Радиационные ореолы – поле радиоактивного излучения образуется вокруг рудных тел и их механических и солевых ореолов.
Механические потоки рассеяния – дальнейший перенос постоянными или временными поверхностными водными потоками продуктов механического разрушения рудного тела из области механических ореолов.
Солевые потоки рассеяния – аналогично механическим потокам рассеяния.
В чём различие радиометрического и ядерно-геофизического методов.
Радиометрические, основаны на изучении естественного радиоактивного излучения, содержания радиоактивных элементов в ГП, водах, биологических объектах.
Ядерно-геофизические, основаны на изучении искусственно созданных полей, а также изучении некоторых явлений, γ излучения возникают в ГП при облучении ГП γ-квантами или нейтронами.
II.
Что такое радиоактивность? Когда и кем она была открыта?
Явление естественной радиоактивности представляет собой процесс самопроизвольного превращения ядер атомов некоторых элементов в ядра других элементов, сопровождающегося выделением энергии и испусканием α, β и γ лучей. Большинство радиоактивных элементов образуют семейства в которых каждый элемент возникает из предыдущего, и в свою очередь превращается в последнее.
Открыто это явление в 1861 г. физиком А.Беккерелем.
Что представляет собой α- и β-частицы и γ-лучи?
α-частицы – ядро атома гелия, состоит из 2-х нейтронов и 2-х протонов из-за этого имеет атомный вес 4, и + заряд = 2-м элементарным электрическим зарядам. Образуется при α-распаде. Методы наблюдения основаны почти полностью на их свойстве производить ионизацию в веществе. Быстродвижущиеся α-частицы искусственным путём получают с помощью ускорителей заряженных частиц.
β-частицы – электроны, или позитроны, испускаемые атомными ядрами при их β-распаде. Кроме того, обязательно испускается электрическая, нейтральная частица с 0-й массой покоя – нейтрино или антинейтрино.
γ-лучи – электромагнитное излучение с весьма короткими длинами волн (10-3 см и меньше). Испускается радиоактивными веществами, а также при торможении быстродвижущихся заряженных частиц (электронов и др.), аннигиляция пар частиц (направление электрона и позитрона), распадом элементарных частиц. γ-лучи принято рассматривать как поток частиц (γ-квантов), а не электромагнитных волн. γ-лучи одно из наиболее проникающих излучений, наибольшую энергию получают при торможении в веществе электронов, ускоренных на ускорителях заряженных частиц. γ-лучи широко применяются в технике, медицине, в пищевой промышленности (стерилизация).
Каковы проникающая и ионизирующая способности отдельных видов излучений?
Наибольшая ионизирующая способность у α – излучения.
Наибольшая проникающая способность у γ – излучения.
Каковы основные виды взаимодействия γ-квантов с веществом и в чём их сущность?
Ослабление потока в веществе происходит в основном за счет фотоэффекта, комитон эффекта и эффекта образования пар.
Фотоэффект – точнее фотоэлектронное поглощение – такое взаимодействие, при котором γ-квант поглощается, а его энергия расходится на отрыв и на передачу кинетической энергии одному из электронов атома, т.е.
Еγ=Есв+Ек,
где Есв – энергия связи электрона в атоме; Ек – кинетическая энергия, передаваемая фотоэлектрону.
Чем больше Есв, тем больше вероятность фотоэффекта Qφ.=> Qφ увеличивается с ростом атомного номера Z вещества; наиболее вероятно взаимодействие с электронами К- и α- оболочек, ближайших к ядру. Фотоэффект возможен, если энергия γ-кванта > энергии связи электронов.
Комитон эффект – заключается в рассеянии γ-кванта электроном. Эти рассеяния подобно столкновению 2-х упругих шаров массой me и mγ=Еγ/с2.
Эффект образования пар – наблюдается при энергии γ-кванта, превышающей суммарно энергию покоя электрона и позитрона (2mec2=1,02 МэВ), когда энергия достаточна для образования пары электрон-позитрон. Для соблюдения закона сохранения импульса этот процесс должен проходить в присутствии 3-го тела, γ передается часть импульса и энергии γ-кванта. Роль такого тела играют преимущественно ядра атомов. Потому, что вероятность эффекта образования пар Qп зависит от заряда ядра
Qп~Z2; Мп~(Z2/М)·δ; Мп~Zδ.
Что такое линейный и массовый коэффициенты ослабления γ-лучей?
- видим, что макроскопическое сечение имеет смысл относительного уменьшения потока в тонкой линейности, отмеченного на сд. длины пути луча линейный к ослаблению.
По какому закону изменяется интенсивность параллельного пучка γ-лучей при прохождении через вещество.
З-н ослабления параллельного пучка частиц в веществе:
пусть на плоскую мишень падает пучок частиц, поток φ0. Поток частиц (не испытавших взаимодействие с веществом и сохранивших своё первоначальное давление) на глубине х от внешней (лицевой) поверхности мишени обозначим φ(х), ослабление потока в тонком слое мишени толщиной dx расположена на глубине х=dφ=-Eφ(x)dx, где Edx суммарное сечение замещающее ядро атомов в тонком cлое мишени толщиной dx и единицы S.
Мишень указывает ан то, что поток частиц φ с глубиной убывает
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7