分段校正FD3019型γ测井仪器的方法分析

2016-09-15李悦

西部探矿工程 2016年2期

关键词：高品位分段测井

李　悦

（浙江省核工业二六九大队，浙江金华321000）

分段校正FD3019型γ测井仪器的方法分析

李悦*

（浙江省核工业二六九大队，浙江金华321000）

放射性测井仪器校正是仪器误差检查中必要的一环，减少测井仪器计量误差会对测井质量有明显提高。通过采用不同“死”时间补偿进行仪器校正，分析误差结果，说明传统校正方法存在的问题，以及通过分段校正FD3019型γ测井仪器的对比结果，分析分段校正的可行性。结果表明特高品位铀矿段测井，分段校正仪器能减少其灵敏度误差。

“死”时间：分段校正：线性

1　概述

1.1文章背景及来源

随着国家经济发展，2006年国家重启铀矿勘查计划，以发展清洁、高效的核能，满足现阶段能源发展需求。

早在20世纪80年代，勘查仪器主要是计数管型，测量时间长，维修保养周期短。近期计算机技术、电子技术高速发展，仪器设计得到改善，勘查测井仪器已更新换代。

1.2研究的主要内容

按照测井规范要求，对投入生产测井的FD3019型γ测井仪，需每月进行校正。在校正过程中，有的探管如果用同一固定“死”时间校正仪器，发现探管的灵敏度在高计数情况下，偏差超过5%。本文通过“死”时间的变化求得不同的灵敏度值，通过对比结果，其中分段实验校正，在不同区段可以修正“死”时间带来的多计或漏计脉冲的结果，能有效减少解决各段灵敏度的误差，使其能够在高品位段的灵敏度误差在规范要求范围之内。

2　基本概念及方法原理

2.1仪器校正工作原理

测量原理：FD3019γ测井仪，使用NaI（Tl）与光电倍增管为探测器。测井探管部分包括探测器输出的电脉冲信号进入前置电路，再形成放大器，是脉冲信号放大到适当幅度，并整形成矩形脉冲（程业勋、王南萍、侯胜利，2005），信号通过电缆传送回地面。由地面仪器中计数率测量线路，将电脉冲变换为与脉冲计数率成正比的直流电压，最后转换为可视γ计数率（Cps）。

2.2校正方法

校正应在仪器测程范围内均匀地给出不少于10个测量值的点，每个测量值的点上测量次数应不少于10个。用固体镭源标准校正时，不同距离的γ照射量率按式（1）计算：

式中：I——距固体镭源为R处的γ照射量率的数值，nC/（kg·h）：

Kr——距固体镭源1m处的γ照射量率的数值，（nC·m2）/（kg·h）：

R——镭源中心到晶体中心距离的数值，R＞2L，m：

L——晶体长度的数值，m（张锦由，1992）。

2.3γ照射量率换算系数核查

γ测井在野外进行核查时，每次核查的γ照射量率换算系数与在放射性勘查计量站校准时确定的γ照射量率换算系数之间的相对差应不大于5%，γ照射量率换算系数相对差按式（2）计算：

式中：δ1——照射量率换算系数相对差的数值，%：

Ki——任意一次照射量率换算系数核查的数值，（nC·s）/（kg·h）：

K——校准时确定的照射量率换算系数值，（nC·s）/（kg·h）（余水泉，杜建农，丁忙生等，2005）。

对于特高品位的仪器鉴定，则需要结合计量站数据和高品位校正的数据。对于南方地区，经常遇到特高品位的铀矿，这就需要对高品位进行另外分段校正，以满足生产要求。

2.4探头“死”时间（τ）与补偿概念

整个探头“死”时间（τ）被定义为最终脉冲信号宽度，它的大小由探测器的分辨率和后面的电子学电路共同决定，一般来说，它取决于两者之中最大的一个。

“死”时间τ也可以理解为探头对辐射的响应恢复时间，辐射具有随机性，在这一相应恢复时间段内，存在着一定的辐射几率，这个几率与辐射强度成正比，由于FD3019采用的脉冲式γ总量测井的方法，所以探头将不能区分下一个脉冲的到来，结果是，2个脉冲被堆叠到了一起。计数率越高，堆叠在一起的概率就越大，总的脉冲计数就变得更少了。

因此，利用脉冲式γ总量测井必须对“死”时间进行补偿。仪器对测量计数率：

式中：NL——在低含量饱和模型体源上的测量结果，s-1：

R——低饱和模型的含量与高饱和模型体源的含量的比值：

NH——在高含量饱和模型体源上的测量结果，s-1（管少斌，张积运，周宗杰等，2013）：

τ——“死”时间，s。

3　典型实验数据分析

3.1不同τ误差分析

表1　不同“死”时间τ修正误差表

不同τ误差增大趋势明显，在计数50000Cps时，τ= 1μs和τ=10μs的误差可分别达到5.00%和50.00%。如图1所示，图中①、②、③、④线的τ分别为1μs、3μs、5μs、10μs。

3.2同一τ线性分析

随着测量结果越大，修正结果误差越大，这样的结果也给以后仪器的线性修正带来了很大的难度。

另外“死”时间在以往是双源法校验得出，为使两源照射强度相近，最好两源都是镭量1mg左右的6号源或0.1mg左右的5号源。测量时首先将其中的一只镭放射源照射仪器的探测器，照射强度选在测程的中值略偏低处，读取测量值N1：然后将另一只镭放射源放置在第一只源附近，同时照射测量，读取测量值N12：再相应得出另外的第二只源的N2，及本底Nb：通过计算得出（不考虑本底）：（刘则尧，郭谦，陈碧明，1987）。而现有型号的仪器，一般测井都只有一个“死”时间，在单一“死”时间内校准，同样线性不能满足规范要求，如表2所示，这是FD3019型仪器用6号镭源在同一“死”时间校正结果。

KL（5）：0.124KL（6）：0.124KL（7）：0.122KL （8）：0.121

KL（5）～KL（8）为照射量换算系数，KL（5）为0～1600nC/（kg·h）区段的平均照射量换算系数。