|
Альфа частицы представляют собой положительно заряженные ядра атомов гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. А – частицы вылетают из вещества с начальной скоростью от 1,2 109 до 2,3 109 см\ с и энергии соответственно от 3 *10-13 до 1,7 10-12ДЖ.
Длина пробега а –частиц незначительна. В воздухе она составляет 3-10см, а в кварце например, всего лишь 38,3 мкм.
Бета частицы – это поток электронов ( позитронов ), вылетающих из ядра элемента с разной скоростью. У некоторых В- частиц скорость близка к скорости света. Длина пробега В –частиц в среднем значительно больше, чем а – частиц, и в воздухе составляет 1см до 9 м в зависимости от начальной скорости. Максимальная энергия В–частиц изменяется от 3,2 *10-14 до 5,1 *10-13ДЖ.
Гамма – лучи – это очень короткие электромагнитные волны менее 1 À ( 10-8 см), они характеризуются массой и энергией кванта.
Энергия - квантов может колеблется от 8 10-15 до 4,8 * 10-13 Дж в зависимости от длины волны. Так энергия квантов радиоактивного изотопа кобальта Со60 составляет 1,8 *10-13 – 2,1 *10-13Дж. Проникающая способность - лучей наибольшая. Пучок - квантов радиоактивного кобальта ослабляется в 2 раза лишь слоем свинца толщиной 1,6 см или алюминия толщиной 12 см.
Величина радиоактивности горных пород оценивается параметром удельной радиоактивности R – количеством распадающихся в 1с атомов в 1кг вещества. Так, удельная радиоактивность радия составляет 3,7 1013 с-1 * кг-1.
Радиоактивность горных пород определяется пол интенсивности их излучения. Для измерений радиоактивности применяют радиометры, анализаторы и т.д. Эти приборы представляют собой ловушки радиоактивного излучения, снабженные счетчиками Y- квантов, а и в –частиц.
Радиоактивность породы может быть также определена как относительный параметр Гакт ( радиоактивность, приведенная к относительному содержанию урана) :
Гакт = ,
где nп и nэ – количество вылетающих в 1 мин частиц соответственно из образца породы и эталона, содержащего уран ; Мп и Мэ – масса породы и эталона, кг; а – массовое содержание урана в эталоне.
Величина радиоактивности Гакт относительная, она называется грамм-эквивалентом урана на 1 г породы.
Сверхвысокочастотные электромагнитные волны – рентгеновские лучи ( f =1016 ÷ 1020 Гц ) и y – лучи ( f › 1020 Гц ) обладают особыми, отличными от обычных, законами распространения и поглощения в горных породах. Взаимодействие этих лучей с веществом характеризуется двумя существенными факторами – и малой длинной волны и большой энергией кванта.
Проходя через вещество, рентгеновские и Y – лучи теряют энергию вследствие поглощения и рассеяния. Поглощение представляет собой превращение энергии в другой вид ( для рентгеновских лучей это переход в энергию вторичного излучения ). Рассеяние – это хаотическое изменение направление лучей в результате столкновения с частицами. В горных породах преобладает последнее явления – доля энергии, приходящийся на рассеивание, составляет около 90 % общих потерь.
Полный коэффициент поглощения y—лучей θ равен сумме коэффициентов собственно поглощения и рассеивания. Чем больше плотность вещества, тем более сильное поглощение испытывают рентгеновские и y –лучи.
Связь интенсивности гамма –излучения с плотностью пород Р экспоненциальная :
Jy= Jy о е- ахр
где Jyo и Jy – интенсивность лучей при выходе из источника и на расстоянии от него; а – параметр, зависящий только от энергии излучения.
Рентгеновские лучи наиболее широко применяются при исследовании минералов и горных пород.
Используются методы поглощения, интерференции и спектрального анализа. Метод поглощения (дефектоскопия ) основан на зависимости ослабления прошедших через вещество рентгеновских лучей от неоднородности его строения, минерального состава и плотности. Этот метод применяют, например, для исследования характера распределения золы в угле и коксе. Уголь по сравнению с минеральными примесями слабее поглощает рентгеновские лучи, поэтому в месте скопления последних на снимках обнаруживаются тени. Метод дефектоскопии применяют также при определении качества слюды и в других технологических процессах.
Исследование пород часто производят с использованием рентгеновского микроскопа, что позволяет выявить некоторые особенности их строения и минерального состава, которые невозможно определить оптическим микроскопом.
Do'stlaringiz bilan baham: |
