Главная | Обратная связь

Напівпровідникові лічильники

У напівпровідникових лічильниках використовується властивість детекторів – одностороння провідність електричного струму. Для цього створюють шар, який називається p-n-переходом і володіє високим питомим опором. Дві пластини напівпровідника, одна з електронною провідністю, а друга з дірковою, приводять у тісне доторкання. У місцях їх доторкання починається дифузія електронів, яка нейтралізує частину дірок у тонкому граничному шарі з дірковою провідністю, і даний шар заряджається негативно. Аналогічно тонкий граничний шар з електронною провідністю заряджається позитивно. У результаті утворюється перехід p-n, який перешкоджає подальшій дифузії носія заряду. Такий перехід p-n володіє властивостями детектора. Якщо пластину з електронною провідністю приєднати до катода, а пластину з дірковою провідністю – до аноду, то через перехід іде струм. При зворотній полярності товщина переходу p-n росте і система не проводить струм.Для реєстрації гамма-квантів необхідні напівпровідникові лічильники з великою товщиною чутливого шару. Даний ефект досягається використанням літію, який володіє великим коефіцієнтом дифузії, в одному із торців напівпровідника із дірковою провідністю. У результаті чого отримуємо тришаровий детектор з p–i–n-переходом. Основні переваги напівпровідникових лічильників:

- економія живлення;

- компактні;

- не чутливі до магнітного поля;

- амплітудне розділення в 20-30 разів краще, ніж у сцинтиляційних лічильниках.

Недоліки напівпровідникових лічильників:

- використання обмежене порівняно невеликими розмірами;

нестабільність роботи при підвищених температурах.

6…Способи еталонування апаратури радіоактивного каротажу

У даний час широко використовуються два способи еталонування апаратури ГК: спосіб радієвих еталонів і спосіб еталонних свердловин.

Спосіб радієвих еталонів.Задана інтенсивність гамма-випромінювання в даному способі забезпечується радієвими еталонами наступних марок: Ra¹³-Ra¹⁵, Ra²⁴ на стаціонарній площадці.

Еталон і радіометр розміщують на висоті не менше 2 м від поверхні землі, на відстані не менше 4 м від сторонніх предметів і на лінії, яка перпендикулярна до осі приладу в середній точці індикатора.

Шляхом зміни відстані через певні інтервали отримують набір заданих інтенсивностей гамма-випромінювання.За отриманими відхиленнями для кожного розміщення радієвого еталону будують графіки еталонування, які представляють собою залежність величини відхилення реєструючого пристрою від інтенсивностей, які задаються при цьому встановлюється поправочний коефіцієнт, який використовують при подальшій роботі з радіометром.

Спосіб еталонних свердловин.Еталонування апаратури гамма-каротажу в еталонних свердловинах, у яких розріз відкладів і умови вимірювання такі ж як і в що досліджуються, зводиться до мінімуму або повного виключення спотворюючи факторів: інтегральної чутливості детектора, лінійності шкали пристрою, що записує, початкового порогу реєстрації гамма-квантів, величина фонового випромінювання радіометра, індивідуальних особливостей апаратури гамма-каротажу та інші.

Суть даного способу полягає в тому, що криві ГК при різних умовах їх запису приводяться до умов вимірювань в еталонній свердловині.

7…Гамма-каротаж сумарної радіоактивності (ГК)

У методі ГК вимірюють інтенсивність радіоактивного випромінювання гірських порід в свердловинах за допомогою індикатора γ-випромінювання. В якості індикатора використовують лічильник Гейгера-Мюллера, або більш ефективні і сучасні сцинтиляційні лічильники.

Гамма-випромінювання, що реєструється при гамма-каротажі, включає випромінювання від пластів гірських порід і фонове випромінювання. Фонове випромінювання викликане забрудненням радіоактивними речовинами матеріалів, з яких виготовлений прилад, і космічного випромінювання.

При дослідженні розрізів свердловин гамма-каротажем отримують безперервну криву вимірювання гамма-випромінювання гірських порід у заданих масштабах запису та глибини.

Конфігурації кривих інтенсивності гамма-випромінювання I_g спотворюються із-за наявності інтегруючої комірки у вимірювальній апаратурі. Внаслідок цього криві на діаграмах набувають асиметричної форми відносно середини пласта та зсуваються у напрямку руху приладу, а максимальна величина інтенсивності занижується.

Крива радіоактивного каротажу (будь-якого, не тільки ГК) має відхилення, не пов’язані із зміною фізичних властивостей пластів гірських порід.

У загальному випадку інтенсивність γ-випромінювання від пластів, що реєструється, пропорційна дійсній їх гамма-активності.

Проте, при однаковій гамма-активності породи з більшою густиною відмічаються меншими показами ГК через більш інтенсивне поглинання γ -променів. Таким чином, покази ГК є функцією радіоактивності, густини гірських порід та умов вимірювань (діаметра свердловини, густини промивної рідини, її радіоактивності, товщини обсадної колони, властивостей цементного каменю та ін.).

Умовно вважають, що ефективний радіус дії установки гамма-каротажу відповідає приблизно 30 см. Випромінювання від більш віддалених ділянок гірської породи поглинається навколишнім середовищем, не досягнувши індикатора.

Гамма-каротаж знаходить широке застосування для вивчення літології гірських порід, виділення глинистих порід, якісної та кількісної оцінки їх глинистості, при кореляції розрізів свердловин. Гамма-каротаж використовується також для виявлення радіоактивних (калієвих або уранових) і нерадіоактивних руд, включаючи і вугільні пласти.

Гамма-каротаж проводиться в будь-яких свердловинах: обсаджених, необсаджених, з розчином або без нього.

Недоліки методу ГК: на покази гамма-каротажу істотно впливає діаметр свердловини, товщина металевої обсадної колони і цементного каменя.