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放射能
業務内容 >> 物理検層 >> 放射能

放射能
検層名 自然ガンマ線検層
測定原理  一般に岩石中においては、カリウム(ポタシウム)、ウラニウム、トリウム等の天然放射性元素が存在し、それらの壊変するときに、自然ガンマ線と呼ばれる放射線が放出されています。

 天然放射性元素の存在量は、岩石の種類によって異なります。、地層から放射される自然ガンマ線量の変化を連続測定することにより岩相の同定、地層の対比を行うことができます。
 特に堆積岩においては、主要構成物である頁岩などの粘土鉱物にそれらの元素が多く含まれいます。自然ガンマ線量を測定することにより、粘土類鉱物の含有率をすることも可能です。

 ガンマ線検層では、放射線が入射すると蛍光するヨウ化ナトリウム(NaI)シンチレータを検出器として使用しています。生じた蛍光は、光電子増倍管で増幅され、電気に変換されて地上へ伝わります。

 地上に伝送された電気パルスは、レートメータ(計数率計)で放射線量を計数し、深度とともに連続的に記録されます。


図

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放射能
検層名 密度検層
測定原理
密度検層概念図
< 密度検層概念図 >

 地層中に中程度のエネルギーを持ったガンマ線を照射すると、ガンマ線は地層を構成する物質の原子の軌道電子と衝突し、そのエネルギーの一部を軌道電子に与えて進路を変えながら減衰する現象があります(コンプトン散乱)。

 密度検層は、このコンプトン散乱を利用した検層種目です。
 孔内測定器にガンマ線の線源(セシウム137)と検出器を装着し、この線源より地層に照射され衝突・散乱したガンマ線の強度を各深度ごとに測定し、連続的に地層密度の変化を記録します。

 ガンマ線エネルギーの減衰は、照射する地層の電子密度に関係し、ガンマ線の線源よりある間隔に置かれた検出器により衝突・散乱したガンマ線の強度を測定する事により地層の見掛け密度を求めることができます。

 照射されたガンマ線の減衰度は、地層の単位体積当たりの密度(電子密度)に比例し、ガンマ線強度が強い部分は地層密度が低く、ガンマ線強度が弱い部分は地層密度が高くなります。

 測定器は孔内泥水と泥壁の影響を最小限にするため、図のようにデ・セントラライザー(バックスプリング)で裸孔壁の地層に線源および検出器面が直接接触するように設計されています。

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検層名 中性子検層
測定原理
中性子検層概念図
< 中性子検層概念図 >

 地層中に高速中性子を照射しますと、高速中性子は地層を構成する物質の原子核との弾性あるいは非弾性散乱によって、そのエネルギーの一部を失いながら拡散(減速過程)し、熱中性子になります。

 地層中での中性子の減衰は、地層内の水素原子核密度に関係し、水素原子核密度は地層の孔隙を満たす地層流体(H2O)の水素原子により決定します。

 中性子の減速効果は地層の孔隙率に比例します。熱中性子強度が強い部分は地層孔隙率が低く、熱中性子強度が弱い部分は地層孔隙率が高いことになります。

 中性子検層は、孔内測定器に中性子線の線源(アメリシウム−ベリリウム 241)を検出器を装着し、この線源から地層に照射され、衝突・散乱した熱中性子の強度を各深度ごとに連続的に測定することにより地層孔隙率の変化を求める検層です。

 中性子線源から一定距離の位置にある検出器により、中性子線源から出て地層中を伝わってくる熱中性子の量を測定することで、地層の孔隙率に換算されます。

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