核方法原理及应用PDF电子书下载

第一篇 核方法原理 1

第一章 方法的理论基础 1

1.1 预备知识 1

1.2 放射性衰变及放射性核素 2

一、衰变类型及衰变规律 2

二、天然放射性核素 5

三、人工放射性核素 5

1.3 带电粒子与物质相互作用 6

一、重带电粒子通过物质 6

二、轻带电粒子通过物质 8

1.4 电磁辐射与物质相互作用 10

一、光电效应 10

二、康普顿效应 12

三、形成电子对效应 13

四、相互作用的总吸收系数 14

五、其它作用过程 14

1.5 中子与物质相互作用 16

一、中子与物质相互作用的一般特征 16

二、弹性散射 18

三、非弹性散射 19

四、中子的倍增反应 20

五、发射带电粒子的反应 20

六、辐射俘获 21

七、中子作用下的核裂变 22

八、快中子在均匀介质中的慢化 23

九、中子的热化 24

十、热中子在均匀介质中的扩散 24

十一、热中子的非稳恒扩散 25

1.6 核辐射探测器 26

一、电离室及气体正比计数管 27

二、闪烁计数器 28

三、半导体探测器 28

四、其它类型探测器 29

1.7 放射性测量中的数理统计学 30

一、放射性测量中的统计分布及统计误差 30

二、平均值 31

三、元素的分析检出限 32

四、测量数据的检验 33

五、相关分析及回归分析 35

1.8 放射性测量常用单位 38

一、国际单位制（SI）确定的单位 38

二、暂时保留且与国际单位制并用的单位 39

第二章 天然放射性方法 40

2.1 方法的物理及地质基础 40

一、天然放射性系列及其射线谱 40

二、放射性平衡 42

三、应用天然放射性方法的地质前提 43

2.2 γ方法 47

一、方法的基本原理 47

二、航空γ测量 49

三、地面γ测量 50

四、γ取样 51

五、γ测井 52

2.3 α方法 53

一、氡在岩层中迁移的有关问题 53

二、氡的瞬时测量 53

三、α径迹测量 54

四、钋-210法 54

五、α卡法及α杯法 54

2.4 其它方法 56

一、活性炭测量 56

二、热释光法 57

第三章 X荧光方法 58

3.1 方法原理 58

一、X荧光的产生及特征X射线谱的结构 58

二、莫塞莱定律 59

三、X荧光的激发方式及激发源 60

四、X荧光的探测及改善能量分辨特性的方案 60

五、散射射线谱分布 63

六、X荧光方法的基本公式 63

七、基体效应 64

3.2 X荧光测量 65

一、仪器的探头结构 66

二、工作方法简述 67

三、基体效应校正 68

3.3 X荧光测井 69

一、钻孔测量条件及井液对X射线的影响 70

二、X荧光测井仪探管的结构特点 71

三、低能区（EK＜20keV）的X荧光测井 72

四、中能区（20≤EK≤50 keV）的X荧光测井 72

五、高能区（EK＞50keV）的X荧光测井 74

3.4 X荧光取样 74

3.5 X荧光分析中的新方法、新技术简介 75

一、全反射X荧光分析（TRXF） 75

二、晶体分光X射线谱仪的应用 76

第四章 伽玛-伽玛方法 77

4.1 方法的地质及物理基础 77

一、岩石的密度 77

二、有效原子序数 77

三、伽玛射线通过物质时强度的变化规律 80

四、伽玛射线通过物质时谱成分的变化 80

4.2 密度γ-γ方法 82

一、窄束γ射线吸收法 82

二、宽束γ射线吸收法 83

三、散射γ射线法 83

4.3 选择γ-γ方法 85

一、选择γ-γ方法 85

二、微γ-γ测井 87

第五章 γ共振方法 89

5.1 方法的特点 89

5.2 在矿物学和地球化学中的应用 91

第六章 中子方法 93

6.1 中子-中子方法 93

6.2 中子-伽玛方法 93

一、方法原理 94

二、中子-伽玛分析 94

三、中子-伽玛测井 95

6.3 中子活化方法 96

一、活化分析方程式 96

二、中子源 97

三、中子活化分析 98

四、野外中子活化测量 102

五、中子活化测井 103

6.4 伽玛-中子方法 104

一、野外光中子测铍 104

二、伽玛-中子测井 105

6.5 脉冲中子方法 106

一、脉冲中子-中子测井 107

二、脉冲中子-非弹性散射伽玛测井 110

三、脉冲中子-伽玛测井 111

四、脉冲中子活化测井 112

五、瞬发及缓发中子测井 112

第二篇 核方法在地学研究中的应用第七章 核方法在基础地质研究及地球化学研究工作中的应用 114

7.1 地质填图中的应用 114

一、应用核方法的依据 114

二、核方法的选择 115

三、应用放射性测量进行地质填图的实例 115

7.2 测定稀有、稀土元素克拉克值 119

一、克拉克值及其研究意义 119

二、稀土元素克拉克值的变化 120

三、中子活化分析方法是测定稀土微量元素克拉克值的一种最佳方法 122

7.3 研究稀土元素的地球化学特征 124

一、稀土元素地球化学的一般特征 125

二、REE的数据表示法 126

三、中子活化分析测定稀土元素含量 127

四、稀土元素在地球化学研究中的应用 128

7.4 研究热液型金-银矿化的特征 129

7.5 研究铂族元素的地球化学特征 133

第八章 核方法在水文地质及工程地质中的应用 138

8.1 利用天然放射性找寻基岩地下水 138

一、基本原理 138

二、蓄水构造附近放射性异常的特征 139

三、放射性方法的选择 139

四、应用实例 140

8.2 岩石和土壤湿度及密度的测定 142

一、中子方法测水分 142

二、γ法测密度 144

8.3 工程地质及环境地质中的应用 145

一、工程地质中的应用 145

二、环境地质中的应用 147

第九章 核方法在油气普查及勘探工作中的应用 148

9.1 油气普查 148

一、找油气机理的探讨 148

二、核方法的选择及数据处理原则 150

三、应用实例 150

9.2 在地层对比及储集层特性研究中的应用 152

一、划分岩性及地层对比 152

二、储集层中粘土分布的研究及计算泥质含量 155

三、油田开采中射孔层位的选择 155

四、生油岩的评价 156

9.3 岩层孔隙度的测定 158

一、密度γ-γ测井测定孔隙度 158

二、中子-中子测井测定孔隙度 158

9.4 划分油、气、水界面 159

一、划分气液界面 159

二、划分油水界面 160

第十章 核方法在固体可燃有机岩矿产地质工作中的应用 162

10.1 方法应用的地球物理前提 162

10.2 划分煤及油页岩层位 163

10.3 确定煤层及油页岩层的厚度及结构 165

10.4 确定煤及油页岩的灰分 167

10.5 测定煤中的含硫量 169

第十一章 核方法在金属及非金属矿产普查勘探中的应用 171

11.1 黑色及有色金属矿床 171

一、铁、钛、锰、铬矿床 172

二、钨、钼矿床 174

三、铜、镍矿床 176

四、铅、锌矿床 178

五、锡矿床 179

六、锑、汞矿床 180

七、铝土矿床 181

11.2 稀有、稀土、分散及放射性金属矿产 183

一、铌、钽、锆矿床 183

二、铍矿床 184

三、锂矿床 185

四、放射性金属矿床 186

11.3 贵金属矿产 186

一、金、银矿床 186

二、金伯利岩中的金刚石矿床 192

11.4 非金属矿产 193

一、硼矿床 193

二、磷矿床 195

三、萤石矿床 198

四、钾盐矿床 200

五、重晶石矿床 203

附录一 元素的K吸收限和主要的K系特征X射线 205

附录二 元素的L吸收限和主要的L系特征X射线 208

附录三 中子活化分析核参数表（一） 210

附录四 中子活化分析核参数表（二） 211

附录五 中子-伽玛方法核参数表 221

参考文献 213