石油测井中的核物理基础PDF电子书下载

第一章　原子核的基本性质和结构 6

§1.1　原子核的电荷、质量和半径 6

一、原子核的电荷 6

二、原子核的质量 7

三、原子核的半径 10

§1.2　原子核的结合能 12

一、质量和能量的相互关系 12

二、质量亏损 14

三、结合能 17

四、比结合能和原子核的稳定性 17

五、最后一个核子的结合能 20

一、原子核的自旋 22

§1.3　原子核的自旋和磁矩 22

二、原子核的磁矩 24

三、核磁共振 26

四、核磁测井的基本原理 30

§1.4　原子核的电四极矩 33

§1.5　原子核的宇称和统计性 36

一、原子核的宇称 36

二、原子核的统计性 37

§1.6　核力 39

§1.7　原子核的液滴模型和结合能半经验公式 41

一、原子核的液滴模型 41

二、结合能半经验公式 42

三、原子核稳定性的经验规律 45

一、壳层模型的实验基础 48

§1.8　原子核的壳层模型 48

二、建立壳层模型的基本思想 50

三、自旋-轨道耦合 51

四、亮层模型的应用 53

习题 55

第二章　放射性 59

§2.1　放射性的一般现象 59

一、放射性的发现 59

二、射线的种类和性质 61

三、放射性现象的特点 62

§2.2　放射性衰变的基本规律 62

一、卢瑟福的氡核衰变实验 62

二、原子核衰变的基本规律 63

三、衰变常数、半衰期和平均寿命 65

四、核衰变规律的统计性 67

§2.3　放射性活度及其单位 68

一、放射性活度 68

二、放射性活度的单位 68

三、比放射性活度 71

§2.4　两次连续衰变和放射性平衡 73

一、两次连续衰变 73

三、暂时平衡 76

四、不成平衡 78

五、短寿命同位素发生器 79

一、多次连续衰变 83

§2.5　多次连续衰变和放射系 83

二、放射系 87

§2.6　岩石的自然放射性 95

一、岩石中放射性核素的分布 96

二、自然伽马测井 96

三、自然伽马能谱测井 98

习题 100

第三章　α衰变和β衰变 104

§3.1　α衰变的能量 104

一、α衰变的条件 104

二、α粒子的能量与α衰变能的关系 105

一、α能谱的精细结构与核能级的关系 107

§3.2　α能谱的精细结构与核能级 107

二、衰变纲图 110

§3.3　α衰变的实验规律 111

一、α衰变能与Z和A的关系 111

二、α衰变能与同位素的关系 113

三、α衰变能与衰变常数λ的关系 114

§3.4　β能谱的特点 116

一、β谱的连续性 116

二、β衰变与能量守恒定律的“矛盾” 118

三、中微子假说 119

四、中微子的性质 121

§3.5　β衰变的三种形式 123

一、β-衰变 123

二、β+衰变 124

三、轨道电子俘获（EC） 125

四、β衰变理论简介 128

习题 129

第四章　γ跃迁 132

§4.1　γ跃迁中的能量 132

一、γ射线的性质 132

二、γ跃迁中的能量及其分配 133

三、γ能谱 135

§4.2　内转换 136

一、内转换现象 136

二、内转换电子的能量 137

三、内转换系数 138

§4.3　同质异能态 139

一、同质异能态和同质异能素 139

二、同质异能素岛 140

§4.4　穆斯鲍尔效应 141

一、γ射线的共振吸收 141

二、穆斯堡尔效应 143

习题 147

第五章　射线与物质的相互作用 149

§5.1　α粒子与物质的相互作用 149

一、电离和激发 149

二、阻止本领 154

三、α粒子在物质中的射程 155

一、电离损失 157

§5.2　β射线与物质的相互作用 157

二、辐射损失 158

三、散射和反散射 162

四、正负电子的湮灭 163

五、β射线的射程和吸收 164

§5.3　γ射线与物质的相互作用 165

一、γ射线与物质相互作用的一般特性 166

二、光电效应 167

三、康普顿效应 170

四、电子对效应 175

§5.4　γ射线的吸收 177

一、γ射线通过物质时被吸收的规律 178

二、半吸收厚度 180

三、几种不同能量的γ射线通过物质时的吸收 184

§5.5　密度测井 186

一、地层密度测井 186

二、岩性密度测井 189

三、混合流体的平均密度及含水率的测定 192

习题 195

第六章　原子核反应 198

§6.1　人工核蜕变的发现 198

一、人工核蜕变的基本思想 198

二、卢瑟福人工核蜕变实验 199

三、卢瑟福人工核蜕变实验的两种解释 199

一、实现核反应的途径 200

§6.2　核反应及其分类 200

二、核反应的一般表示 201

三、核反应中的守恒定律 203

四、核反应的分类 204

§6.3　核反应中的能量 206

一、反应能 206

二、Q方程 208

三、实验室坐标系和质心坐标系 210

四、核反应的阈能 212

§6.4　核反应截面 214

一、反应截面 214

二、微分截面 215

三、核反应产额 217

§6.5　核反应过程与核反应机制 224

一、核反应过程的三阶段描述 224

二、核反应机制 226

习题 226

第七章　岩石的中子特性 230

§7.1　中子的分类和性质 230

一、中子的分类 230

二、中子的性质 231

§7.2　中子源 234

一、放射性同位素中子源 234

二、加速器中子源 240

三、反应堆中子源 246

一、快中子的非弹性散射 247

§7.3　中子与地层的相互作用 247

二、快中子对原子核的活化 250

三、快中子的弹性散射 251

§7.4　中子的慢化 253

一、中子与核连续碰撞的能量损失 253

二、慢化本领和减速比 256

三、快中子的慢化距离与慢化长度 258

§7.5　热中子在岩石中的扩散和被吸收 259

一、热中子的扩散 259

二、辐射俘获核反应 262

§7.6　中子通量的空间分布 262

二、中子扩散方程 263

一、中子通量和中子密度 263

三、无限均匀介质中的点源 266

§7.7　中子测井 270

一、一般中子测井 270

二、中子寿命测井 273

三、脉冲中子伽马能谱测井 275

习题 278

第八章　核物理实验方法 280

§8.1　放射性计数的统计分布 280

一、统计涨落现象 280

二、泊松分布 281

三、高斯分布 285

一、统计误差的概念 288

§8.2　放射性测量的统计误差 288

二、标准误差 289

三、统计误差的运算规则 291

四、最佳测量条件的选择 291

§8.3　γ射线的探测 295

一、γ射线探测的基本原理 296

二、正比计数器和G-M计数器 296

三、闪烁计数器 302

§8.4　γ射线强度和能量的测量 307

一、NaI（Tl）单晶γ谱仪 307

二、γ射线强度和能量测量的一般考虑 308

三、能量刻度和能量的确定 313

四、全能峰法确定γ射线强度 314

一、简单γ能谱分析 315

§8.5　γ射线能谱分析 315

二、岩石样品自然伽马能谱的分析 319

三、复杂γ能谱的自动分析 322

§8.6　中子的探测 331

一、中子探测的基本原理 331

二、常用的中子探测器 334

习题 336

习题答案 338

附录1 344

附录2 348

附录3 350

附录4 351

参考文献 404