在地質(zhì)勘探研究過(guò)程中,尤其在測(cè)井行業(yè)中,由于進(jìn)行相應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)的成本較大,但是隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,蒙特卡羅方法成為了核測(cè)井中一種重要的研究手段,在測(cè)井的前期理論工作中起著不可忽視的作用。本文通過(guò)雙群擴(kuò)散理論,建立地層元素測(cè)井中γ射線對(duì)探測(cè)器的貢獻(xiàn)率的函數(shù),通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)分析,其結(jié)果表明:在地層元素測(cè)井中,其γ分布的影響因素主要是中子在地層中的慢化長(zhǎng)度和γ射線在地層中的衰減系數(shù)而決定�；贛CNP5和Geant4兩款MC軟件在元素測(cè)井中的應(yīng)用,建立造巖元素Al、Ca、Fe、H、O、K、Mg、Na、Si的單元素PGNAA模擬模型,評(píng)價(jià)了兩款軟件中子活化模擬準(zhǔn)確性,結(jié)果表明MCNP5軟件模擬結(jié)果同IAEA截面庫(kù)的數(shù)據(jù)更為接近;通過(guò)對(duì)比MCNP5和Geant4模擬快中子激發(fā)γ能譜的差異,表明了MCNP5與Geant4在造巖元素的快中子激發(fā)γ射線模擬研究中,二者存在較大差異,為今后元素測(cè)井的研究提供參考依據(jù)。通過(guò)地層元素測(cè)井中孔隙度對(duì)γ分布的影響,根據(jù)《實(shí)用地質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)手冊(cè)》以及標(biāo)準(zhǔn)石灰?guī)r模型井的參數(shù),建立以D-T中子源的地層元素測(cè)井模型,采用MCNP5程序模擬了地層中子和γ射線的耦合輸運(yùn)過(guò)程,得到了不同孔隙度、不同源距下的γ注量分布,其結(jié)果表明在近源距處,γ射線的注量率與孔隙度相關(guān)性較大,而在遠(yuǎn)源距處,γ射線的注量率則與孔隙度的相關(guān)性較小;通過(guò)孔隙靈敏度以及相應(yīng)屏蔽體的設(shè)置關(guān)系,得出在地層元素測(cè)井中探測(cè)器的最佳源距位置。通過(guò)比較不同探測(cè)器的性能,結(jié)合地層元素測(cè)井中測(cè)井條件和要求,認(rèn)為在地層元素測(cè)井中LaBr_3探測(cè)器是最為合適,并利用MCNP數(shù)值模擬方法仿真實(shí)際的測(cè)井條件,評(píng)估元素檢出限。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P631.81
【部分圖文】：

成都理工大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文種放射源均易于操作，但是同位素中子源，裂變中子源屏蔽放的過(guò)程中不斷衰減，而且無(wú)法隨時(shí)關(guān)停。即使在未工作狀對(duì)人體造成輻射，使人體受到傷害。放射源本身也存在潛在失，或者是運(yùn)輸過(guò)程中丟失，均會(huì)造成不可挽回的后果！速器中子源而言，由于系統(tǒng)可控，而且出射能量單色性較國(guó)內(nèi) D-T 聚變中子發(fā)生器于取得重大突破，中國(guó)科學(xué)院核建成的強(qiáng)流 D-T 聚變中子源（High Intensity D-T FusioHINEG）第一階段性實(shí)驗(yàn)成功，并產(chǎn)生高達(dá) 1.1×1012n/s 通速器和高速旋轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，主要相關(guān)實(shí)驗(yàn)國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)以上理論研究與實(shí)際情況的調(diào)研，本工D-T）聚變中子發(fā)生器產(chǎn)生的 14MeV 快中子展開(譚楨干，

圖 2-2 元素測(cè)井中的物理過(guò)程-2 所示，由 D-T 中子源發(fā)射出來(lái)的 14MeV 的快中子，首先與生非彈性散射，但是非彈性散射存在閾能，只有當(dāng)中子的能量發(fā)生該反應(yīng)，當(dāng)發(fā)生非彈性散射時(shí)，元素原子核將會(huì)能量較大故而在幾次非彈性散射之后，中子將不能再進(jìn)行非彈性散射不能再發(fā)生非彈性散射時(shí)，將以彈性散射繼續(xù)損失能量，直到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)為擴(kuò)散和吸收，當(dāng)處于熱平衡的中子被吸收時(shí)，將，一般稱為輻射俘獲γ射線。元素測(cè)井中，中子與原子核的反應(yīng)可以分為兩大類：：彈性散射和非彈性散射。：主要為輻射俘獲。性散射和輻射俘獲產(chǎn)生的特征γ射線是由原子核內(nèi)發(fā)射的波長(zhǎng)有波的干涉和衍射等一些特性。另一方面，γ射線又是由γ光子，γ光子的靜止質(zhì)量為零。根據(jù)質(zhì)能關(guān)系，γ光子運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為：

2 2：h 為普朗克常數(shù)， 為γ光子的頻率，c 為光速。的動(dòng)量 Pγ為：λ，λ為γ射線的波長(zhǎng)。γ光子的自旋為 1，且γ光子不帶電。核躍遷釋放的γ光子的能量一般為 0.01~10MeV 之間。在這個(gè)范圍質(zhì)的相互作用主要為：；和電子對(duì)效應(yīng)；過(guò)不超過(guò)總概率的 1%。 2-3 可以知道，在低能和高原子序數(shù) Z 的物質(zhì)范圍內(nèi)，光電效應(yīng)占，與任何物質(zhì)的相互作用則是康-吳效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)；在高能區(qū)和高 效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張禎;;地層元素測(cè)井研究進(jìn)展[J];地下水;2015年01期

2 高峰;張建國(guó);楊翊方;王海軍;王震濤;;LaBr_3:Ce閃爍探測(cè)器自發(fā)本底譜研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2012年05期

3 張鋒;劉軍濤;冀秀文;袁超;;地層元素測(cè)井技術(shù)最新進(jìn)展及其應(yīng)用[J];同位素;2011年S1期

4 吳文圣;張立娟;;核輻射測(cè)井全能譜分析方法綜述[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2011年04期

5 鄒樂(lè)強(qiáng);;最小二乘法原理及其簡(jiǎn)單應(yīng)用[J];科技信息;2010年23期

6 陳嶸;高楚橋;金云智;;交會(huì)圖技術(shù)在識(shí)別三塘湖盆地火成巖巖性中的應(yīng)用[J];巖性油氣藏;2009年03期

7 劉志平;石林英;;最小二乘法原理及其MATLAB實(shí)現(xiàn)[J];中國(guó)西部科技;2008年17期

8 吳文圣;肖立志;張龍海;;欠平衡和超平衡測(cè)井條件下氣層的中子和密度測(cè)井響應(yīng)特征——以西部某油田砂巖氣藏為例[J];中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué));2008年S1期

9 程華國(guó),袁祖貴;用地層元素測(cè)井(ECS)資料評(píng)價(jià)復(fù)雜地層巖性變化[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2005年03期

10 吳文圣,黃隆基,鄭華;密度測(cè)井儀靈敏探測(cè)位置及對(duì)薄層響應(yīng)的理論研究[J];測(cè)井技術(shù);2002年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張慶賢;航空γ能譜特征和儀器譜解析方法研究[D];成都理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 周鵬飛;基于蒙特卡羅方法的脈沖中子地層多元素測(cè)井研究[D];東華理工大學(xué);2017年

2 譚楨干;基于Geant4模擬14MeV快中子成像技術(shù)研究[D];南華大學(xué);2016年

3 孟繁良;中子俘獲伽瑪能譜處理方法及其在元素俘獲測(cè)井中的初步應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

4 李君霞;分析檢出限的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和計(jì)算方法的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 岳偉明;D-T中子發(fā)生器中子產(chǎn)額、能譜、角分布及中子伽瑪混合場(chǎng)的模擬研究[D];蘭州大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2809220