Глава 6. Ядерная геофизика

• 15. Физико-химические и геологические основы ядерной геофизики

  • 15.1. Общие сведения о радиоактивности

    • 15.1.1. Естественная радиоактивность

    • 15.1.2. Параметры радиоактивности

    • 15.1.3. Взаимодействие ионизационных излучений с окружающей средой

  • 15.2. Радиоактивность горных пород и руд

    • 15.2.1. Радиоактивность минералов

    • 15.2.2. Радиоактивность горных пород, руд и вод

    • 15.2.3. Нагрев за счет радиоактивности

  • 15.3. Ядерно-физические свойства горных пород

    • 15.3.1. Общая характеристика ядерно-физических свойств

    • 15.3.2. Гамма-лучевые свойства горных пород

    • 15.3.3. Нейтронные свойства горных пород

• 16. Аппаратура и методы ядерной геофизики

  • 16.1. Аппаратура в ядерной геофизике

    • 16.1.1. Чувствительные элементы для измерения радиоактивности

    • 16.1.2. Приборы для ядерно-геофизических исследований

  • 16.2. Радиометрические методы разведки

    • 16.2.1. Общая характеристика радиометрии

    • 16.2.2. Аэрогамма-съемка

    • 16.2.3. Автогамма-съемка

    • 16.2.4. Пешеходная (наземная) гамма-съемка

    • 16.2.5. Радиометрический анализ проб горных пород и стенок горных выработок

    • 16.2.6. Задачи, решаемые гамма-съемкой

    • 16.2.7. Эманационная съемка

    • 16.2.8. Подземные методы изучения естественной радиоактивности

    • 16.2.9. Определение абсолютного возраста пород

  • 16.3. Ядерно-геофизические методы

    • 16.3.1. Общая характеристика

    • 16.3.2. Нейтронные методы

    • 16.3.3. Гамма-методы

Ядерная геофизика объединяет физические методы поисков и разведки радиоактивных руд по их естественной радиоактивности (радиометрия) и поэлементного анализа горных пород путем изучения вызванной радиоактивности (ядерно-геофизические методы). Находясь на стыке между геофизикой и геохимией, она по своей сущности, методике и технике наблюдений относится к геофизическим методам, хотя решает некоторые геохимические задачи. Ядерная геофизика отличается "близкодействием", т.е. малой глубинностью исследований (десятки см по породе) вследствие быстрого поглощения ядерных излучений окружающими породами и воздухом. Однако продукты радиоактивного распада способны мигрировать, образуя вокруг пород и руд газовые, водные и механические ореолы рассеяния, по которым можно судить о радиоактивности коренных пород.

Основными методами радиометрии являются гамма-съемка (ГС), предназначенная для изучения интенсивности гамма-излучения, и эманационная съемка (ЭС), при которой по естественному альфа-излучению почвенного воздуха определяют концентрацию в нем радиоактивного газа - радона. Гамма-методы (ГМ) служат для поисков и разведки не только радиоактивных руд урана, радия, тория и других элементов, но и парагенетически или пространственно связанных с ними нерадиоактивных полезных ископаемых (редкоземельных, металлических, фосфатных и др.). С их помощью можно определять абсолютный возраст горных пород. Гамма- и эманационную съемки используют также для литологического и тектонического картирования и решения других задач.

К ядерной геофизике относится так называемый геокосмический метод, основанный на подземной регистрации космических мюонов (мю-мезонов).

Искусственная радиоактивность возникает при облучении горных пород и сред гамма-квантами или нейтронами. Измеряя те или иные характеристики наведенного поля, можно судить о гамма- и нейтронных свойствах горных пород, которые определяются химическим составом элементов и физическими свойствами пород. Существует множество искусственных ядерно-физических методов определения химического состава и физических свойств горных пород, основанных на использовании либо нейтронов (нейтрон-нейтронные, нейтрон-гамма и др.), либо гамма-излучений (гамма-гамма, гамма-нейтронный, рентгенорадиометрический и др.).

Методы ядерной геофизики подразделяют на воздушные, полевые, подземные, лабораторные, но наибольшее применение находят скважинные ядерные методы.