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1、放射性测井中的常用单位及其换算关系论文天地葛懈17O放射性测井中的常用单位及其换算关系蒙奎文,霍敬原z布日格德31.内蒙古自治区地质调查院内蒙古呼和浩特0100202.内蒙古矿业开发有限责任公司内蒙古呼和浩特0100203.内蒙古自治区第九地质勘查开发院内蒙古锡林浩特026000摘要:放射性测井是测井诸多方法中常用的一种方法,使用的单位也较多,有居里,贝可,伦琴,伽马,API,PA/kg,纳库/kg?小时等.理清各单位之间的关系对于顺利开展测井工作有一定的帮助.为此,本文就测井单位的含义及其相互换算关系进行介绍,以供同行参考.关键词:放射性含义关系地球物理测井以其高效低耗,获得井中物理信息全面
2、而得到业内人士的广泛认可.根据现行地质行业规范要求,所有施工钻孔均要进行地球物理测井,无测井资料的施工钻孔不予验收,特别是对煤田和水文钻孔要求极严.在查阅一些施工单位的测井资料时会发现,在放射性测井中各施工方使用的测井单位各不相同,有居里,贝可,伦琴,伽马,纳库/kg?小时,PA/kg,API等等.这些单位的含义及其相互关系,测井人员普遍感到比较繁杂,使用单位无法统一,如:同是自然伽玛测井,水文测井规范使用的单位是纳库g?小时,而煤田测井规范使用的单位是PA/kg.因此,搞清上述所列测井单位的含义及其相互换算关系,对于一个测井技术人员而言是非常必要的.1.核物理基础1.1原子结构原子由原子核和
3、嗣绕原子核并沿闭合轨道旋转的电子组成,原子核则由质子和中子组成.质子带正电,中子不带电,核外电子电荷的总数与核内质子的电荷总数相等,故整个原子呈电中性,不带电.1.2放射性及放射性测井元素周期表中,随原子序数增大.原子核中的中子数与质子数之比从1:l(氘)增至1:1.59(铀),原子核逐渐增大,当原子核过大或中子数过多时,原子核不稳定,会放出一些射线,衰变成较轻的,新的,稳定的原子核,这种性质称为放射牲.岩石中常见的自然放射性元素有铀(u),钍(Th)以及钾的放射性同位素钾(.K)等.当元素的原子核受到人为的放射l生射线轰击时,也可能发生放射性衰变,这种放射性称为人丁放射陛.利用人工放射l生中
4、的射线所进行的测井,即称为放射l生测井.放射I生元素发生核反应时所产生的辐射主要有3种即0【射线,B射线和y射线.射线是带正电的氦粒子流,它具有的能量为4-10MeV(百万电子伏特)d射线的电离能力很强,但穿透能力很差.因此射线不能用于测井.13射线是从原子核中放射出来的高速电子流,它具有的能量约为1MeV.13射线的电离能力不如射线,但其穿透能力比0【射线强,因不能穿透测井仪器外壳,因此一?般放射l生测井不考虑B射线.射线是从原子核中发射出来的波长非常短的以光速传播的电磁波.能量较高,但它的电离能力很弱,在射线与物质作用时所产生的二次电子往往具有较高的能量会使周同介质的原子发生电离,放射性测
5、井中研究的就是射线.1.3y射线与物质的作用射线与物质的相互作用有三种重要的形式,即光电效应,康普顿效应和形成电子对.当量子的能量在0.5MeV到1.02MeV之间时,主要发生康普顿效应.在伽玛一伽玛测井中使用的源,所发射的量子的能量为0.52MeV左右,而一般岩石又主要由原子序数小于30的轻元素组成,故伽玛一伽玛测井所记录的结果,主要南康普顿效应来决定.2.两个基本物理单位放射测井单位与以下两个物理单位有着直接关系.1,安培:电流强度单位是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量.1A=1000mA=1X106LLA=IX102pA(皮安培).2,库仑(c):电量单位,当流过某曲面的电流1安培时
6、,每秒钟所通过的电量定义为1库仑.即:1库仑(:):1安培?秒(As).1纳库(nc)=1X10库仑(c)=1ooo皮安培(PA)秒.3放射性测井常用单位及相互换算关系3-1放射性强度单位放射陛强度又称放射I生活度,即通常使用的放射源的强度.放射性强度的国际单位制(sI)是用贝柯勒尔(becquere1)表示,简称贝可,是指1秒钟内发生一次核衰变.符号为Bq.常用单位是居里(cj).指在1秒钟内发生3.710m次核衰变,为一居里curie),符号为ci.即:1Ci=1000mCi=1000000Ci=3.710dps.居(curie)与贝可(becquere1)的换算关系:1Ci=3.7X10
7、Bq(贝可).我国于1986年正式执行国际单位制(sI).从这里了解西部资源从这里了解西部经济论文天地l西却源3-2放射性浓度单位表示的是单位质量或单位体积的物质的放射性强度.最常用的单位是:克镭当量/克:即在一克岩石中含有相当于一克镭的放射性物质则定义为一克镭当量/克(1molRa/g).所以克镭当量/克单位就等于每克物质的放射l生强度为一居里.浓度单位也可用百分数(%)来表示.3-3放射性剂量单位放射f生剂量是指单位质量的被照射物质中所吸收的能量.(1)吸收剂量放射线能使物质的中陆原子或分子形成正负离子,即所说的电离,这子的粒子的辐射,称作电离辐射.直接电离辐射通常是仅射线和13射线,间接
8、电离辐射是射线,还伴随其他射线.电离辐射传递给被照射物质的平均能量,称为吸收剂量.其国际单位是戈瑞(Gy),一戈端表示一千克物质吸收一焦耳的辐射能量时的吸收剂量.1戈端(Gy)=1焦耳(J),千克(kg),专用单位是拉德(rad),两者的换算关系是:1戈瑞=1焦耳/千克=100拉德=1希沃特(希佛).(2)照射剂量照射剂量是描述x射线或射线使空气产生电离能力的物理量.是指单位质量的物体,在)磅寸线或射线辐射后产生电离的电量.照射量的国际单位是库仑/千(C/K0,专用单位是伦琴(R),即在温度0C,压力760mmHg的lcm空气中,生成正负电荷各个静电单位的离子的伽玛射线的剂量为伦琴(1R).两
9、者的换算关系是:1库仑,千克3.877x103伦琴.1伦琴=2.58x10库仑/千克.1微伦琴=0.258X10库仑(C)/千克(Kg).(3)剂量率单位时间内受到的剂量便是剂量率.剂量率的单位为伦琴/小时(R/h).吸收剂量率:单位时间内的吸收剂量就称为吸收剂量率,单位是戈瑞/小时(Gy/ho照射量率:单位时间内的照射量就称为照射量率,其国际单位是库仑/千克?秒专用单位是伦琴/小时或微伦琴/小时.1伦琴/小时=106微伦琴,小时.1微伦琴/小时=7.17X1014库仑/千克?秒.放射性测井中所用的单位为照射率,其单位要小很多,水文测井使用的单位是纳库(n.cgkg./J,时,而煤田测井使用的
10、单位是皮安培(PA)/kg.(4)伽马射线强度单位在一定条件下,可用照射量率表示伽马射线强度,即借用微伦琴/小时作辐射强度单位.即1微伦琴/小时=l伽马(),但不要误以为照射量率和辐射强度是同一概念,只是借用.(5)API单位在美国休斯敦大学建立的刻度井(称为标准刻度井),井内装有三种不同的均匀放射I生地层,上面为低放射f生的用来屏蔽宇宙射线,中间为高放射陛的(混有12ppm的U,24ppm的Th和40/o的K相当于北美大陆中部地区页岩的放射生平均值的2倍)底部是一层低放射陛的,在高低放射性地层的模拟地层中,仪器分别测得不同的计数率(脉冲,每秒)pAif#c值的1/200定义为个API单位,该
11、刻度是使北美大陆中部地区普通泥岩的读数大约为100API单位.4放射性单位相互换算关系(1)居里(curie)与Db-j(becquere1)的换算关系:1居里(ci)=3.7X10贝可(Bq)(2)戈端(Gy)与焦耳(J)/:FE,拉德(rad)的换算关系:1戈瑞(Gy)=l焦耳(J)/千克=100拉德(tad).(3)照射耋轮/千克C/KgI与侄R帧鹰系:1库仑(c)/千克(Kg)一3.877x10伦琴(R).1f(R)=258X10N-(c)/千克(Kg).1微伦琴=0.258X10库仑(c)/千克(Kg).(4)照射量率国际单I立库仑/千克?与专用单血微伦琴/小时的换算关系:1微伦琴/
12、4,时=7.17X10一库仑,千克?秒=l伽马().(5)电量单cc库仑lC)与电流强度单位安培的换算关系:1库仑(c)=1安培?秒(A?S)(量纲:IT)1皮安培(PA)=1X10安培(A).1纳库(n?c)=1X10库仑(c).1纳库n?C)=1X10皮安培(PA)?秒.(6)水文测井匣用的纳库?C/Kg?小时/kg的换算关系:1纳胁cykg?秒=l000皮安郴Aykg.即:36纳库(n.Cykg.小时=10皮安培Ayk昏(7)伽马(y)与皮安培kg,纳库(nC)/kg?小时的换算关系:根据上面提到的1伦琴(2.58X10库仑(c)/千克(Kg),1微伦琴/4,时:1伽马(),则有:1伽马
13、()=-0.25810库仑(c),千克(kg)小时=0258纳库(n?c)/千克(kg)小时.又因为36纳库(n.Cykg.小时=10皮安培Aykg,所以计算出:1伽马()=7.17X10皮安培Ayl(g=0258纳库(n?c)/千克(kg)?4,a,-t.5.结束语由于r射陛测井使用的物理量的单位獭.多,其间换算关系也乏杂,在具体工作中极易产生错误,最终影响测井数据的质量.因此,笔者根据多年工作的经验,对测井单位的概念及其柜互换算关系进行了较详细的介绍,供广大测井技术人员在实际工作中参考.参考文献:nlJohnH.Doveton<美>地下地质测井分析的原理与计算机方法【2l黄智辉等(编译)现代煤田测井技术.f3l贾文懿(编).利用天然放射性找地下水.RESOURCES/171
放射性测井中的常用单位及其换算关系
