RU2088956C1 - Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation - Google Patents
Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088956C1 RU2088956C1 RU93046641A RU93046641A RU2088956C1 RU 2088956 C1 RU2088956 C1 RU 2088956C1 RU 93046641 A RU93046641 A RU 93046641A RU 93046641 A RU93046641 A RU 93046641A RU 2088956 C1 RU2088956 C1 RU 2088956C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- detector
- point
- coordinates
- rock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области прикладной геофизики и может быть использовано при опробовании радиоактивных горных пород и руд как в обнажениях, так и в горных выработках. Кроме того, оно может использоваться при опробовании отбитой горной массы на транспортных потоках обогатительных фабрик. The invention relates to the field of applied geophysics and can be used in testing radioactive rocks and ores both in outcrops and in mine workings. In addition, it can be used when testing broken rock mass in the transport streams of concentration plants.
Известны способы опробования, основанные на измерениях гамма-излучения локализованных участков опробуемых горных пород и руд. Локализация необходима для устранения влияния гамма-излучения пород и руд, окружающих место опробования. Known methods of testing based on measurements of gamma radiation of localized areas of the tested rocks and ores. Localization is necessary to eliminate the influence of gamma radiation from rocks and ores surrounding the sampling site.
Известен способ опробования радиоактивных руд с направленным приемом излучения (Разведочная ядерная геофизика. Справочник геофизика. М. Недра, 1986, с.271 272). Этот способ предлагает локализацию опробуемого участка породы или руды с помощью детектора с направленной чувствительностью, состоящего из двух счетчиков, основного и компенсационного, разделенных экраном. Сигналы от обоих счетчиков поступают на счетное устройство и там вычитаются. По величине разности сигналов судят о содержании радиоактивного элемента в горной породе или руде. Этот способ имеет существенное ограничение области применения, а именно, он эффективно используется лишь в слабодифференцированных гамма-полях. A known method of testing radioactive ores with directed reception of radiation (Exploratory nuclear geophysics. Handbook of geophysics. M. Nedra, 1986, p.271 272). This method offers the localization of the test site of the rock or ore using a detector with directional sensitivity, consisting of two counters, the main and compensation, separated by a screen. The signals from both counters arrive at the counting device and are subtracted there. By the magnitude of the difference of the signals, the content of the radioactive element in the rock or ore is judged. This method has a significant limitation of the scope, namely, it is effectively used only in slightly differentiated gamma fields.
К недостаткам следует отнести также невысокую точность по сравнению с другими способами опробования радиоактивных руд по гамма-излучению. The disadvantages also include low accuracy compared to other methods of testing radioactive ores by gamma radiation.
Известен способ опробования (прототип), основанный на измерениях гамма-излучения с экранами и без экранов (способ разностного эффекта). Наиболее полное обоснование и описание способа (Граммаков А.Г. Шашкин В.Д. Ширяева М. В. Руководство по гамма-опробованию радиоактивных руд в естественном залегании, Госатомиздат, 1959, с. 10 23). A known method of testing (prototype), based on measurements of gamma radiation with screens and without screens (method of differential effect). The most complete justification and description of the method (Grammakov A.G. Shashkin V.D. Shiryaeva M.V. Guide to gamma testing of radioactive ores in natural occurrence, Gosatomizdat, 1959, p. 10 23).
Сущность этого способа заключается в том, что для локализации опробуемого участка производится два измерения без экрана и с экраном, помещаемым между исследуемой радиоактивной горной породой или рудой и детектором излучений. Оценку содержания радиоактивного элемента в руде или породе производят по разности зарегистрированных значений интенсивностей излучения (по разностному эффекту). При этом влияния пород, окружающих опробуемый участок, исключается, т.к. интенсивность этого излучения входит слагаемым в обе зарегистрированные интенсивности и следовательно, при вычитании сокращается. Опробуемый участок или область, для которой получают информацию о содержании радиоактивного элемента, ограничена на глубине длиной пробега гамма-квантов с данной энергией излучения в горной породе или руде, а в плане ограничена контуром на поверхности руды, из пределов которого излучаемые породой или рудой гамма-кванты могут поглощаться экраном. Плановые размеры этой информативной области определяются взаимным расположением экрана относительно детектора излучения, а также размерами и формой экрана. The essence of this method is that for the localization of the test site, two measurements are made without a screen and with a screen placed between the studied radioactive rock or ore and the radiation detector. The content of the radioactive element in the ore or rock is estimated by the difference in the recorded values of the radiation intensities (by the difference effect). In this case, the influence of the rocks surrounding the tested area is excluded, because the intensity of this radiation is included in the terms of both recorded intensities and, therefore, is reduced by subtraction. The test site or area for which information on the content of the radioactive element is obtained is limited at depth by the path length of gamma rays with a given radiation energy in the rock or ore, and in plan it is limited by the contour on the surface of the ore from which gamma- or quanta can be absorbed by the screen. The planned dimensions of this informative area are determined by the relative position of the screen relative to the radiation detector, as well as by the size and shape of the screen.
Рассматриваемый способ нашел широкое применение в практике гамма-опробования, причем его используют не только при регистрации интегральной интенсивности излучения, но и при работе в спектрометрическом режиме. Способ прост как в практической реализации, так и интерпретации результатов, достаточно оперативен, что имеет важное значение при решении производственных задач. The considered method has found wide application in the practice of gamma testing, and it is used not only when recording the integrated radiation intensity, but also when working in spectrometric mode. The method is simple both in practical implementation and in interpretation of the results, it is quite operative, which is important in solving production problems.
Однако данный способ, равно как и способ направленного приема излучения не учитывают, что интенсивность регистрируемого излучения зависит не только от содержания радиоактивного элемента в руде, но и от положения излучателей в информационной области относительно детектора излучения (Попов Э.П. Вишняков Э. Х. О влиянии интегрирующего действия детектора при измерении гамма-полей. М. Геология и разведка, изв.ВУЗов, 1973, N 11, с. 90-94). Это является одним из основных факторов, определяющих погрешность оценки данными способами содержания радиоактивных элементов в горных породах и рудах. However, this method, as well as the method of directional reception of radiation, does not take into account that the intensity of the detected radiation depends not only on the content of the radioactive element in the ore, but also on the position of the emitters in the information area relative to the radiation detector (Popov E.P. Vishnyakov E. Kh. On the effect of the integrating action of the detector when measuring gamma fields. M. Geology and Exploration, Izv. VUZov, 1973, No. 11, pp. 90-94). This is one of the main factors determining the estimation error by these methods of the content of radioactive elements in rocks and ores.
Изобретение решает задачу снижения погрешности определения содержания радиоактивных элементов. The invention solves the problem of reducing the error in determining the content of radioactive elements.
На фиг. 1 изображена схема измерения (1 исследуемая среда; 2 детектор излучения; 3 экран для создания разностного эффекта; 4 дополнительный экран, -x' x' точки, ограничивающие информативную область в плоскости чертежа; h высота расположения детектора над исследуемой горной породой или рудой); на фиг. 2 график весовой функции R(x, h, m) для условий: детекторNaI(Tl) диаметром 0.10 м и длиной 0.1 м помещен над излучающей поверхностью на высоте h 0.23 м (ось детектора перпендикулярна к излучающей поверхности); на фиг.3 разрез через центр дополнительного экрана, выравнивающего вклад в измеренную интенсивность излучения, связанный с расположением получателей относительно детектора излучения на уровне значений, соответствующих этому показателю в точке с координатой x' 0,2 м и для случая, когда центр сцинтилляционного детектора Na1 (Tl) размером 0,1х0,1 м расположен на высоте 0,23 м от излучающей поверхности; на фиг.4 слоистая модель излучающей среды, где Д-детектор излучения с размерами 100х100 мм, расположенный над исследуемой средой на высоте h 0,23 м; 
Решение поставленной задачи достигается тем, что измерения интенсивности как с экраном для создания разностного эффекта, так и без экрана производят в присутствии дополнительного экрана, выравнивающего вклад в измеряемую интенсивность излучения, обусловленный различным положением излучателей относительно детектора излучения. При этом экран помещают на исследуемой поверхности горной породы или руды, причем, размеры экрана в плане равны размерам информативной области, а толщина экрана в любой точке определяется по формуле:
где xi, yi текущие координаты точки, для которой ведется расчет толщины экрана;
P(xi, yi, h, m) весовая функция детектора для излучателя, находящегося в точке с координатами xi, yi, стер. м;
μ массовый коэффициент гамма-излучения, испускаемого радиоактивными источниками в исследуемой горной породе или руде, кг/м2;
r плотность материала экрана, кг/м3.The solution of this problem is achieved in that the intensity measurements both with a screen to create a difference effect and without a screen are made in the presence of an additional screen that evens out the contribution to the measured radiation intensity due to the different positions of the emitters relative to the radiation detector. In this case, the screen is placed on the test surface of the rock or ore, moreover, the dimensions of the screen in plan are equal to the sizes of the informative area, and the thickness of the screen at any point is determined by the formula:
where x i , y i are the current coordinates of the point for which the screen thickness is being calculated;
P (x i , y i , h, m) the weight function of the detector for the radiator located at the point with coordinates x i , y i , erased. m;
μ mass coefficient of gamma radiation emitted by radioactive sources in the studied rock or ore, kg / m 2 ;
r the density of the screen material, kg / m 3 .
Сущность изобретения может быть пояснена следующим образом. The invention can be explained as follows.
Известно, что интенсивность излучения источника мощностью Q определяется выражением:
где P(x, h, m) весовая функция детектора, представляющая собой телесный угол, под которым детектор, ось которого ориентирована параллельно излучающей поверхности, виден из точки расположения источника, стер. м;
h высота расположения центра цилиндрического детектора над излучающей поверхность, м;
m половина длины детектора, м;
x координата точки расположения источника по оси, проходящей по поверхности излучающей среды.It is known that the radiation intensity of a source of power Q is determined by the expression:
where P (x, h, m) is the weight function of the detector, which is the solid angle at which the detector, whose axis is oriented parallel to the radiating surface, is visible from the source location point, erased. m;
h the height of the center of the cylindrical detector above the radiating surface, m;
m half the length of the detector, m;
x is the coordinate of the source location along the axis passing along the surface of the radiating medium.
Величину P(x, h, m) можно определить из выражения:
где R радиус сцинтилляционного детектора, м.The value of P (x, h, m) can be determined from the expression:
where R is the radius of the scintillation detector, m
Из (1) видно, что интенсивность излучения определяется не только мощностью источников радиоактивного излучения на поверхности среды, но и расположением источников относительно детектора. From (1) it can be seen that the radiation intensity is determined not only by the power of the sources of radioactive radiation on the surface of the medium, but also by the location of the sources relative to the detector.
Если между детектором и излучающей средой поместить свинцовый экран толщиной d, то интенсивность прошедшего через экран излучения будет:
где r плотность материала экрана (для свинца r 11350 кг/м3)
m массовый коэффициент ослабления излучения источников материалом экрана, м2/кг;
d толщина экрана, см.If a lead shield of thickness d is placed between the detector and the radiating medium, then the intensity of the radiation transmitted through the shield will be:
where r is the density of the screen material (for lead r 11350 kg / m 3 )
m mass attenuation coefficient of radiation of sources by the screen material, m 2 / kg;
d screen thickness, see
Для того, чтобы интенсивность регистрируемого детектором излучения не зависела от расположения источника на поверхности исследуемой среды, необходимо выполнять условие:
P(x,h,m)•e-μρd== const = B, (4)
где B некоторая постоянная.In order for the intensity of the radiation detected by the detector not to depend on the location of the source on the surface of the medium under study, it is necessary to fulfill the condition:
P (x, h, m) • e -μρd == const = B, (4)
where B is some constant.
Перепишем (4) в виде:
где K(x) кратность ослабления излучения, обеспечиваемая дополнительным экраном для источника, расположенного в точке с координатой x;
μ массовый коэффициент поглощения для материала, из которого изготовлен экран для энергии излучения, определяемой радиоактивным элементом в горной породе или руде 2/кг;
r плотность материала экрана, кг/м3:
Таким образом, толщина экрана, с помощью которого обеспечивается выполнение условия (4), переменна и зависит от координаты X. Поскольку величина P(x, h, m) максимальна при X O (в точке пересечения нормали к излучающей поверхности, проходящей через центр детектора) в соответствии с уравнением (5) кратность ослабления, а следовательно, и толщина дополнительного экрана максимальны в точках его пересечения с указанной выше нормалью.We rewrite (4) in the form:
where K (x) is the ratio of attenuation of radiation provided by an additional screen for a source located at a point with coordinate x;
μ mass absorption coefficient for the material from which the screen is made for the radiation energy determined by the radioactive element in the rock or ore 2 / kg;
r the density of the screen material, kg / m 3 :
Thus, the thickness of the screen by which condition (4) is satisfied is variable and depends on the X coordinate. Since the quantity P (x, h, m) is maximum at XO (at the intersection of the normal to the radiating surface passing through the center of the detector) in accordance with equation (5), the attenuation ratio, and hence the thickness of the additional screen, is maximum at the points of its intersection with the normal indicated above.
Размеры в плане дополнительного экрана, выравнивающего вклад в измеренную интенсивность излучения, обусловленный различием положения излучателей относительно детектора, должны быть равны размерам в плане информативной области, т.к. все гамма-кванты, вылетевшие из области участвуют в формировании разностного эффекта, по которому судят о содержании радиоактивного элемента в горной породе или руде. Вследствие этого в качестве величины B будем принимать значение весовой функции для излучателей, находящихся на границе информативной области. The dimensions in terms of an additional screen equalizing the contribution to the measured radiation intensity due to the difference in the position of the emitters relative to the detector should be equal to the dimensions in terms of the informative region, since all gamma rays emitted from the region participate in the formation of the difference effect, which is used to judge the content of the radioactive element in the rock or ore. As a result, we will take the value of the weight function for emitters located at the boundary of the informative region as the value of B.
Кратность ослабления, обеспечиваемую дополнительным экраном, в любой точке оси X можно определить из выражения:
где P(x, h m) значение весовой функции в точке с координатой X;
P(x', h, m) значение весовой функции в точке с координатой X x', соответствующей границе информативной области, стер. м;
Из (6) следует, что в точке с координатой x' кратность ослабления равняется единице, а следовательно, толщина экрана равняется нулю.The attenuation rate provided by the additional screen at any point on the X axis can be determined from the expression:
where P (x, hm) is the value of the weight function at the point with the coordinate X;
P (x ', h, m) the value of the weight function at the point with the coordinate X x' corresponding to the boundary of the informative region, erased. m;
From (6) it follows that at the point with the coordinate x 'the attenuation ratio is equal to unity, and therefore, the thickness of the screen is zero.
В общем виде зависимость d от X имеет следующий вид:
Очевидно, что весовая функция, являющаяся пространственной характеристикой измерительной установки, зависит не только от координаты X, но и от Y и Z. Если направить ось Z перпендикулярно оси X в плоскости чертежа (фиг.1), то зависимость от координаты заложена в выражении (2), определяющем весовую функцию это параметр h. Естественно, что весовая функция будет зависеть и от координаты Y (ось Y направлена перпендикулярно к плоскости чертежа (фиг.1), т.е. P P(x, y, h, m).In general, the dependence of d on X has the following form:
Obviously, the weight function, which is the spatial characteristic of the measuring setup, depends not only on the X coordinate, but also on Y and Z. If we direct the Z axis perpendicular to the X axis in the drawing plane (Fig. 1), then the dependence on the coordinate is embedded in the expression ( 2) determining the weight function is the parameter h. Naturally, the weight function will also depend on the Y coordinate (the Y axis is directed perpendicular to the plane of the drawing (Fig. 1), i.e., PP (x, y, h, m).
Тогда выражение (7) примет вид:
где x' и y' координаты границы информативной области в i-ом сечении, проходящем через точку с координатами xi и yi, и параллельном сечению, проходящему через ось детектора перпендикулярно к излучающей поверхности.Then the expression (7) will take the form:
where x 'and y' are the coordinates of the boundary of the informative region in the i-th section passing through the point with coordinates x i and y i and parallel to the section passing through the detector axis perpendicular to the radiating surface.
Зная распределение весовой функции по осям X и Y, воспользовавшись зависимостью (8), можно рассчитать толщину экрана в любой его точке. Knowing the distribution of the weight function along the X and Y axes, using dependence (8), we can calculate the screen thickness at any point.
Для цилиндрических детекторов, ось которых ориентирована параллельно излучающей поверхности, весовая функция, необходимая для расчета толщины экрана, может быть рассчитана как по формуле (2), так и определена экспериментально. For cylindrical detectors whose axis is oriented parallel to the radiating surface, the weight function necessary for calculating the screen thickness can be calculated both by formula (2) and determined experimentally.
Для случая, когда ось детектора ориентирована перпендикулярно к излучающей поверхности (этот случай чаще всего встречается в практике опробования), теоретическая зависимость весовой функции от геометрических параметров измерительной установки пока не известна. Поэтому ее следует получать экспериментальным путем для сцинтиллятора конкретных размеров. For the case when the detector axis is oriented perpendicular to the radiating surface (this case is most often found in testing practice), the theoretical dependence of the weight function on the geometric parameters of the measuring setup is not yet known. Therefore, it should be obtained experimentally for a specific size scintillator.
Для условий измерений способом-прототипом справедливы следующие выражения:
где Iб.э интенсивность излучения, зарегистрированная при отсутствии экрана, использующегося для создания разностного эффекта, усл. ед.For the measurement conditions by the prototype method, the following expressions are valid:
where I bee the radiation intensity recorded in the absence of a screen used to create a difference effect, conv. units
Iэ то же в присутствии этого экрана, усл. ед.I e the same in the presence of this screen, conv. units
I(C, L)инф интенсивность излучения, поступающего из информативной области, зависящая от содержания радиоактивного элемента в горной породе или руде (C) и геометрических параметров (L), определяющих положение источников излучения относительно детектора и размеры последнего, усл. ед.I (C, L) inf the intensity of the radiation coming from the informative region, depending on the content of the radioactive element in the rock or ore (C) and geometric parameters (L) that determine the position of the radiation sources relative to the detector and the dimensions of the latter, conv. units
Iф интенсивность излучения от источников за пределами информационной области, усл. ед.I f the intensity of radiation from sources outside the information field, conv. units
K кратность ослабления излучения, обеспечиваемая экраном;
ΔI разностный эффект, зависящий от C и L, усл. ед.K the ratio of attenuation of radiation provided by the screen;
ΔI difference effect depending on C and L, conv. units
a постоянный коэффициент. a constant coefficient.
При использовании предлагаемого способа разностной эффект не зависит от L, а является только функцией содержания радиоактивного элемента в исследуемой породе или руде, т.е. When using the proposed method, the difference effect does not depend on L, but is only a function of the content of the radioactive element in the studied rock or ore, i.e.
ΔI = f(C)
Поскольку при практической реализации способа-прототипа положение излучателей на поверхности информативной области относительно детектора не учитывается, то с этим фактором связана определенная погрешность в определении содержания радиоактивного элемента в горной породе или руде. При использовании предлагаемого способа эта составляющая погрешности исключается, поэтому суммарная погрешность определения содержания радиоактивных элементов значительно уменьшается.ΔI = f (C)
Since in the practical implementation of the prototype method the position of the emitters on the surface of the informative region relative to the detector is not taken into account, a certain error in determining the content of the radioactive element in the rock or ore is associated with this factor. When using the proposed method, this error component is excluded, therefore, the total error in determining the content of radioactive elements is significantly reduced.
Таким образом, реализация способа-прототипа обеспечивает решение поставленной задачи снижение погрешности определения содержания радиоактивного элемента в породе или руде. Thus, the implementation of the prototype method provides a solution to the task of reducing the error in determining the content of the radioactive element in the rock or ore.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
1. Для сцинтиллятора с размерами R и m, использующегося при измерениях, рассчитывается весовая функция детектора, центр которого приподнят над излучающей поверхностью на заданную высоту h P(x, y, h, m). Эта же функция может быть получена экспериментально путем перемещения точечного источника на расстояниях 
2. Определяются координаты проекции на оси X и Y границы информативной области для любого сечения и рассчитывается весовая функция для этого сечения P(x', y', h, m). 2. The coordinates of the projection on the X and Y axis of the boundary of the informative area for any section are determined and the weight function for this section P (x ', y', h, m) is calculated.
3. По формуле (8) рассчитывается зависимость толщины экрана в любой его точке d (xi, yi).3. Using the formula (8), the dependence of the screen thickness at any point d (x i , y i ) is calculated.
4. Экран (фиг.1, поз.4)с параметрами, полученными в результате расчетов, помещается на поверхности излучающей среды. 4. The screen (figure 1, position 4) with the parameters obtained as a result of calculations, is placed on the surface of the radiating medium.
5. Производится два измерения интенсивности излучения с экраном (3) и без экрана. 5. Two measurements of the radiation intensity are made with a screen (3) and without a screen.
6. Рассчитывается разность интенсивностей ΔI являющаяся функцией содержания радиоактивного элемента в излучающей породе или руде. 6. The intensity difference ΔI is calculated, which is a function of the content of the radioactive element in the emitting rock or ore.
7. По величине ΔI определяется содержание радиоактивного элемента. 7. The value ΔI determines the content of the radioactive element.
Рассмотрим конкретный пример выполнения способа. Consider a specific example of the method.
На фиг.2 показана экспериментально полученная весовая функция детектора, центр которого расположен на высоте, 0,23 м от излучающей поверхности, а ось детектора ориентирована перпендикулярно к этой поверхности. Размеры сцинтилляционного детектора NaI(Tl) составляют: радиус R 0,05 м, длина 2m 0,1 м. Figure 2 shows the experimentally obtained weight function of the detector, the center of which is located at a height of 0.23 m from the radiating surface, and the axis of the detector is oriented perpendicular to this surface. The dimensions of the NaI (Tl) scintillation detector are: radius R 0.05 m, length 2m 0.1 m.
На фиг.3 в качестве примера приведены результаты расчетов толщины экрана в сечении, проходящем через плоскость XZ. Расчет проводился по формуле (7) при P(x', h, m) 1.72•10-2 стер. м. Толщина экрана рассчитывалась для условий поглощения гамма-излучения изотопа K40 с энергией 1,46 МэВ.Figure 3 shows, by way of example, the results of calculating the screen thickness in a section passing through the XZ plane. The calculation was carried out according to formula (7) at P (x ', h, m) 1.72 • 10 -2 eras. m. The screen thickness was calculated for the conditions for the absorption of gamma radiation from the K 40 isotope with an energy of 1.46 MeV.
Были выполнены измерения в калийном руднике при опробовании сильвинита на стенке горной выработки. Сильвинит характеризуется неравномерным распределением содержания калия по площади обнажения, а следовательно, неравномерным распределением излучающего гамма-кванты изотопа K40. Измерения выполнялись по предлагаемому способу с двумя экранами, а также с дополнительным, создающим разностный эффект (свинцовая пластинка толщиной 0,02 м), выравнивающим весовую функцию детектора. Результаты измерений сравнивались с результатами химического анализа проб сильвинита, отобранных с поверхности информационной области. Полученные данные приведены в таблице.Measurements were made in a potash mine when testing sylvinite on a mine wall. Silvinit is characterized by an uneven distribution of potassium content over the exposure area, and therefore, an uneven distribution of gamma-ray emitting isotope K 40 . The measurements were carried out according to the proposed method with two screens, as well as with an additional one that creates a difference effect (lead plate 0.02 m thick), leveling the weight function of the detector. The measurement results were compared with the results of chemical analysis of sylvinite samples taken from the surface of the information area. The data obtained are given in the table.
Анализ данных таблицы свидетельствует о вполне удовлетворительной сходимости результатов оценки содержания калия в сильвинитовой руде по данным измерений предлагаемым способом с данными химанализов. Analysis of the data in the table indicates a quite satisfactory convergence of the results of evaluating the potassium content in sylvinite ore according to the measurement data of the proposed method with chemical analysis data.
Оценку эффективности предлагаемого способа произведем путем сопоставления расчетного содержания хлористого калия, определяемого способом-прототипом и предлагаемым способом на слоистой модели (фиг.4). Evaluation of the effectiveness of the proposed method will produce by comparing the estimated content of potassium chloride, determined by the prototype method and the proposed method on a layered model (figure 4).
Пусть детектор излучения (сцинтиллятор NaI(Tl) размером 0,1х0,1 м) расположен на высоте 0,23 м от излучающей поверхности над центром слоя с содержанием хлористого калия 19% По зависимости (фиг.2), найдем значения весовой функции для границ слоев. Для некоторого упрощения, охарактеризуем каждый слой средним значением весовой функции. Эти значения, умноженные на 102, показаны на фиг.4 цифрами в кружках.Let the radiation detector (NaI (Tl) scintillator 0.1x0.1 m in size) be located at a height of 0.23 m from the radiating surface above the center of the layer with a potassium chloride content of 19%. Based on the dependence (Fig. 2), we find the values of the weight function for the boundaries layers. For some simplification, we characterize each layer by the average value of the weight function. These values, multiplied by 10 2 , are shown in figure 4 by numbers in circles.
Среднее содержание хлористоого калия в модели (истинное содержание хлористого калия составляет 22,14% При использовании способа-прототипа с учетом весовой функции детектора получаем содержание хлористого калия равное средневзвешенному значению содержания хлористого калия в модели (взвешивание производится по весовой функции):
При использовании предлагаемого способа дополнительный экран выравнивает дополнительную функцию до уровня, соответствующего значению этой функции на краевых слоях, т.е. до 1,9. В результате интенсивность регистрируемого излучения для каждого слоя будет понижаться в li/1,9 раз (где li среднее значение весовой функции для каждого слоя). Это равнозначно тому, что содержание калия в слое как бы уменьшается во столько же раз. На фиг.4 эти содержания приведены в прямоугольниках. Тогда среднее содержание хлористого калия в модели:
где K 1,3 средняя кратность ослабления излучения с энергией 1,46 МэВ экрана со средней толщиной 0,05 м.The average content of potassium chloride in the model (the true content of potassium chloride is 22.14%. Using the prototype method, taking into account the weight function of the detector, we obtain the content of potassium chloride equal to the weighted average of the content of potassium chloride in the model (weighting is performed by weight function):
When using the proposed method, an additional screen aligns the additional function to a level corresponding to the value of this function on the edge layers, i.e. up to 1.9. As a result, the intensity of the detected radiation for each layer will decrease by l i / 1.9 times (where l i is the average value of the weight function for each layer). This is equivalent to the fact that the potassium content in the layer decreases as much as many times. 4, these contents are shown in rectangles. Then the average content of potassium chloride in the model:
where K 1.3 is the average attenuation factor of radiation with an energy of 1.46 MeV of the screen with an average thickness of 0.05 m.
Как видно из приведенных расчетов, при использовании способа-прототипа абсолютная погрешность определения содержания хлористого калия составляет:
C 24,39 22,14 + 2,25%
Тот же показатель для способа-прототипа составляет:
C 22,47 22,14 + 0,35%
Таким образом, абсолютная погрешность определения содержания хлористого калия предлагаемым способом значительно меньше того же показателя для способа-прототипа.As can be seen from the above calculations, when using the prototype method, the absolute error in determining the content of potassium chloride is:
C 24.39 22.14 + 2.25%
The same indicator for the prototype method is:
C 22.47 22.14 + 0.35%
Thus, the absolute error in determining the content of potassium chloride by the proposed method is significantly less than the same indicator for the prototype method.
В настоящее время способа опробования с использованием двух экранов внедряется при опробовании калийных руд на Верхнекамском месторождении. At present, the testing method using two screens is being introduced when testing potash ores at the Verkhnekamsk deposit.
Опробование по заявленному способу по стенкам горных выработок позволит более точно оценивать содержание полезного компонента в руде, что, в конечном счете, повысит качество геотехнологического картирования калийных руд на участках предлагаемого отработки. Testing according to the claimed method on the walls of the mine workings will allow a more accurate assessment of the content of the useful component in the ore, which will ultimately improve the quality of geotechnological mapping of potash ores in the areas of the proposed mining.
Опробование данным способом отбитой горной массе позволит повысить точность оценки содержания калия в руде, направляемой на переработку, что в итоге даст возможность экономить дорогостоящие материалы, используемые при флотационном обогащении руд или их галургической переработке. Testing the broken rock mass with this method will improve the accuracy of estimating the potassium content in the ore sent for processing, which ultimately will make it possible to save expensive materials used in the flotation concentration of ores or their galurgic processing.
Claims (1)
где xi и yi текущие координаты точки, для которой ведется расчет толщины экрана;
P(xi, yi, h, m) весовая функция детектора для излучателя, находящегося в точке с координатами xi и yi, стер.м;
μ массовый коэффициент поглощения гамма-излучения, испускаемого радиоактивными источниками в исследуемой горной породе или руде, кг/м2;
r плотность материала экрана, кг/м3;
h высота расположения центра детектора над излучающей поверхностью, м;
m половина длины детектора, м.A method for testing radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation, including measuring the radiation intensities without a screen and with a screen using a scintillation detector, calculating the difference of these intensities and estimating the content of a radioactive element within a localized section of rock or ore, characterized in that both measurements are made in the presence of an additional screen, which is placed on the test surface of the rock or ore, and the screen dimensions in plan are equal to the dimensions of the lock area, and the thickness of the screen at any point is determined by the formula
where x i and y i are the current coordinates of the point for which the screen thickness is being calculated;
P (x i , y i , h, m) the weight function of the detector for the emitter located at the point with coordinates x i and y i , ster.m;
μ mass absorption coefficient of gamma radiation emitted by radioactive sources in the studied rock or ore, kg / m 2 ;
r is the density of the screen material, kg / m 3 ;
h the height of the center of the detector above the radiating surface, m;
m half the length of the detector, m
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93046641A RU2088956C1 (en) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93046641A RU2088956C1 (en) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93046641A RU93046641A (en) | 1996-07-10 |
| RU2088956C1 true RU2088956C1 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20147945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93046641A RU2088956C1 (en) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2088956C1 (en) |
-
1993
- 1993-10-06 RU RU93046641A patent/RU2088956C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Разведочная ядерная геофизика. Справочник геофизика. - М.: Недра, 1986, с. 271, 272. 2. Граммакова А.Г., Шашкина В.Д., Ширяева М.В. Руководство по гамма-опробованию радиоактивных руд в естественном залегании. - М.: Госатомиздат, 1959, с. 10 - 23. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hendriks et al. | Full-spectrum analysis of natural γ-ray spectra | |
| EP0259225B1 (en) | Logging apparatus and method for determining absolute elemental concentrations of subsurface formations | |
| US4558220A (en) | Radioactivity well logging | |
| US6738720B2 (en) | Apparatus and methods for measurement of density of materials using a neutron source and two spectrometers | |
| Grasty | Uranium measurement by airborne gamma-ray spectrometry | |
| US4566114A (en) | X- and γ-Ray techniques for determination of the ash content of coal | |
| US4705944A (en) | Formation density logging while drilling | |
| US4169979A (en) | Method and apparatus for measuring azimuth and speed of horizontal fluid flow by a borehole | |
| Semwal et al. | Measurement of 222 Rn and 220 Rn exhalation rate from soil samples of Kumaun Hills, India | |
| GB2065876A (en) | Annihilation radiation analysis | |
| Løvborg et al. | Response of 3 ″× 3 ″NaI (Tl) detectors to terrestrial gamma radiation | |
| Chiozzi et al. | Practical applicability of field γ-ray scintillation spectrometry in geophysical surveys | |
| Løvborg et al. | Counting statistics in radioelement assaying with a portable spectrometer | |
| Doig | The natural gamma-ray flux: in-situ analysis | |
| US4446369A (en) | Method and system for radioactive assaying | |
| Akingboye et al. | Radiogeochemistry, uranium migration, and radiogenic heat of the granite gneisses in parts of the southwestern Basement Complex of Nigeria | |
| RU2088956C1 (en) | Sampling process of radioactive rocks and ores by their natural gamma radiation | |
| King III et al. | Density logging using an electron linear accelerator as the x-ray source | |
| Al-Hilal et al. | Characterizing the natural radiation levels throughout the main geological units of Sabkhat al Jabboul area, northern Syria | |
| Killeen | Gamma-ray logging and interpretation | |
| Aissa et al. | Carborne gamma-ray spectrometric survey of an area east of Homs, central Syria | |
| Baker | Neutron capture gamma-ray spectra of earth formations | |
| Cassidy | Techniques of field gamma-ray spectrometry | |
| US4849627A (en) | Photoelectric lithology factor and method of measurement | |
| CA1256595A (en) | Formation density logging using two detectors and sources |