CN102590877B - 一种坑道定向γ能谱探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利为一种在坑道内开展γ能谱测量必须的γ能谱仪附属设备及其配套的测量方法。这种装置利用铅对γ射线的强吸收作用，直接利用γ能谱探头(不戴套)对测量点进行测量，各能窗得到的照射量率测量数据I无，包含了测点以及周围岩壁的贡献；其次，将γ能谱探头放入可拆卸式铅筒套(戴套)进行测量，得到的各能窗的照射量率测量数据I套与I无是不同的，I套中周围岩壁的贡献因铅套的吸收已经变得很小。将二次测量结果进行比较，依据事先测定出铅套对各能窗射线的透过率系数，就可求出扣除周围环境影响后的测量点的γ射线照射量率值，并据此计算出不受周围坑道壁影响的U、Th、K含量。

Description

一种坑道定向γ能谱探测方法
（一）所属技术领域
申请的发明专利为一种在坑道内开展γ能谱测量必须的定向γ能谱测量方法及其配套的γ能谱仪附属设备。没有配备该类设备的γ能谱仪，在坑道内是无法获得准确的测量点的铀、钍、钾含量的。该设备是核地球物理勘查仪器设备，属于核地球物理勘探技术领域。 
（二）技术背景
在坑道内开展γ能谱测量时，γ能谱仪探测的γ射线不仅来自被测岩壁，也会接收到测点周围（如顶、底）坑道壁辐射的γ射线，不扣除周围坑道壁辐射的γ射线的贡献，按国家规范刻度的γ能谱仪就会给出显著偏高的铀、钍、钾含量。为了在坑道环境条件下正常开展γ能谱测量并获得准确的测量结果，发明人设计制作了实现坑道定向γ能谱探测的定向屏蔽机械装置，在此基础上建立了坑道定向γ能谱探测方法。 
（三）发明内容
本发明由定向γ能谱测量方法及与配套的定向屏蔽机械装置两部分构成。 
1.坑道定向γ能谱探测方法 
根据选择的测量点位置调整好定向γ能谱探测装置支撑架高度，先将γ能谱探头不戴可拆卸式铅筒套对测量点进行测量，得到不戴套的各能窗（U、Th、K）的测量值I无；然后，将γ能谱探头放入可拆卸式铅筒套，并调整支撑架将探头前端放置到刚才不戴可拆卸式铅筒套测量的同一位置，戴套进行第二次测量，得到各能窗戴套测量值I套，将二次测量结果进行比较，并根据事先测定出的铅套对各能窗射线的透过率系数求出扣除周围环境影响后的测量点的γ射线照射量率值，并据此计算铀、钍、钾含量。 
2.实现坑道定向γ能谱探测的定向屏蔽机械装置 
为实现上述定向γ能谱探测方法，设计制作了所需的定向屏蔽机械装置。该装置由一个可拆卸式铅筒套和一个可调支撑架组成。可拆卸式筒套由10mm厚铅板（1）弯曲构成，可拆卸式铅筒套包括10mm厚铅板（1）、钢制套筒（2）、支撑块（3）、侧铅板（4）、螺栓（6）、螺母（7），支撑架包括支撑板（5）、支撑杆（8）。 
本发明具有以下优点： 
（1）整个套筒装置采用内衬铅吸收材料的钢结构组成，牢固可靠，不易损坏，适应野外、矿井等作业。 
（2）结构简单，拆装方便，可由多人搬运。 
（3）支撑架为可调支架，可根据测量环境不同调节支架高度，有利于减轻工作人员劳动强度。 
（四）附图说明
图一：定向γ能谱探测装置零件图；图二：定向γ能谱探测装置轴测图；图三：定向γ能谱探测装置的爆炸图；图四：定向γ能谱探测装置实物(a);图五：定向γ能谱探测装置实物(b)。 
图中，1.10mm厚铅板，2.钢制套筒，3.支撑块，4.侧铅板，5.支撑板，6.螺栓，7.螺母，8.支撑杆，9.可调支撑杆，10.紧定螺钉。 
（五）具体实施方式
1）根据布设的欲测量点，调整装置到合适高度位置； 
2）将γ能谱探头不戴可拆卸式铅筒套对测量点进行直接测量，得到不戴套的各能窗（U、Th、K）的测量数据I无； 
3）将γ能谱探头放入可拆卸式铅筒套（戴套）在相同地点进行测量，得到各能窗测量数据I套； 
4）计算同一能窗戴套与不戴套两次测量值的差值： 
ΔI＝I无-I套   （1-1） 
式中：I无－不戴套之照射量率，包含了测点处岩石的贡献值I点，以及周围环境的贡献值I环，即有 
I无＝I点+I环   （1-2） 
I套－同一能窗戴套测量之照射量率，包含了测点处岩石的贡献值I点，以及被吸收部分后给探测器产生贡献的周围环境贡献值，即有 
I套＝I点+α·I环   （1-3） 
式中：α－是所用铅套对周围岩壁在相应能窗内产生的照射量率的透过率系数。当铅套足够厚，α=0。α可以通过实验方法事先测定。U、Th、K能窗的α系数是不同的，应分别测定。 
ΔI＝I无-I套＝I环（1-α） 
由上式可以求出 
Figure GDA0000423766110000021
最后可以由I无减去由（1-4）式求出的环境影响贡献，求出各能窗扣除周围环境影响后的测量点的γ射线照射量率值I点；依据各能窗I点值，求出U、Th、K的准确含量。 

Claims (2)

1.一种坑道定向γ能谱探测方法，其特征在于：根据选择的测量点位置调整好定向γ能谱探测装置支撑架高度，先将γ能谱探头不戴可拆卸式铅筒套对测量点进行测量，得到不戴套的各能窗（U、Th、K）的测量值I无；然后，将γ能谱探头放入可拆卸式铅筒套，并调整支撑架将探头前端放置到刚才不戴可拆卸式铅筒套测量的同一位置，戴套进行第二次测量，得到各能窗戴套测量值I套，将二次测量结果进行比较，并根据事先测定出的铅套对各能窗射线的透过率系数求出扣除周围环境影响后的测量点的γ射线照射量率值，并据此计算铀、钍、钾含量。
2.如权利要求1所述的定向γ能谱探测方法，其特征在于：所述的可拆卸式铅筒套由10mm厚铅板（1）弯曲构成，可拆卸式铅筒套包括10mm厚铅板（1）、钢制套筒（2）、支撑块（3）、侧铅板（4）、螺栓（6）、螺母（7），所述的支撑架包括支撑板（5）、支撑杆（8）。
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《基于MCNP5程序和γ射线屏蔽实验对材料屏蔽性能的研究》;赵峰 周四春 廖琴;《混凝土世界》;20111130;62-63页 *
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