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开发微信公众号介绍.ppt第3章核测井
地球物理测井
第3章核测井
一、自然伽马测井
二、密度测井
三、中子测井
定义
密度测井是一种孔隙度测井方法,它测量由伽马源放出的并经过岩层散射和吸收而被探测器所接收到的伽马射线的强度,用来研究岩层性质、确定孔隙度的一种方法。
采用康普顿效应,轰击粒子和探测的对象都是伽马光子
§ 密度测井
一、γ射线与物质的作用
光电效应
γ射线穿过物质时,与构成物质的原子之间的相互作用,主要与核外电子产生如下作用/效应:
康普顿-吴有训散射
电子对效应
§ 密度测井的核物理基础
γ射线穿过物质时,与构成物质的原子中的电子相碰撞, γ光子将其能量交给电子,使电子脱离原子而运动, γ光子本身则整个被吸收。被释放出来的电子叫做光电子,这种效应叫光电效应。
1、光电效应
光电效应与射线的能量以及吸收物质的原子序数关系密切:随着原子序数增加而迅速增大;随γ射线能量增大光电效应迅速减小。
射线
光电子
原子核
电子
能量较大的γ射线穿过物质和电子碰撞时,γ光子把一部分能量转交给电子,使电子的运动方向与γ光子的初始方向成θ角方向射出,此电子称为康普顿电子, γ光子朝着与初始方向成φ角方向散射。
2、康普顿-吴有训散射
这种效应称为康普顿-吴有训散射/效应。γ射线通过物质时,康普顿散射导致γ射线强度减弱,用散射吸收系数表示。
射线(E)
原子核
电子
散射射线
康普顿电子
,光子转化为一个正电子和一个负电子,其本身被吸收,这种效应叫电子对效应。
3、电子对效应
原子核
电子
+e
-e
γ射线通过物质时,以上三种作用都可能发生,但能量低时()以光电效应为主;能量较高时(-)以康普顿散射为主;能量很高时以电子对效应为
主()。



1
2
5
10
20
50
100







吸收系数,cm
定量,McV
射线在铝中的吸收系数随能量的变化
总效应
光电效应
电子对形成
康普顿效应
由于γ射线通过物质时与物质产生的三种作用,伽马光子被吸收,所以伽马光子的数量随着穿过物质厚度加大而逐渐减小,伽马射线的强度也在逐浙减弱,并随着吸收物质的吸收系数增大而加剧,关系式:
4、γ射线的吸收
γ射线初始强度
总吸收系数/三种作用
二、岩石的密度
真密度
电子密度
电子密度指数
视密度