【正文】 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 136 核檢測(cè)技術(shù) (8)——其它核檢測(cè)技術(shù) ? 礦漿品位儀 (1)原理： 多能量 γ 吸收法 ， 選取合適的射線能量 ， 使測(cè)量不受礦石粒度 、 濃度和成分變化的影響 。 運(yùn)行精度： ％。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 134 核檢測(cè)技術(shù) (8)——其它核檢測(cè)技術(shù) ? 礦石品位儀 (1)原理： 采用 電子對(duì)效應(yīng) 和 散射光子 聯(lián)合測(cè)定 方法 。 ? 在核物理中，探測(cè)中子的方法很多，如核反沖法、核反應(yīng)法、核裂變法和核活化法等，而在 核測(cè)井中幾乎只用 核反應(yīng)法 測(cè)量慢中子 ， 主要探測(cè)熱中子 ，其次是超熱中子。 ? 早期只利用 康普頓效應(yīng) 測(cè)定地層的密度，稱 補(bǔ)償密度測(cè)井 ? 同時(shí)利用 光電效應(yīng) 和 康普頓效應(yīng) ，測(cè)定地層的巖性和密度，稱 巖性密度測(cè)井 ? 巖性密度測(cè)井進(jìn)一步改進(jìn)又發(fā)展為γ能譜巖性密度測(cè)井 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 131 核檢測(cè)技術(shù) (7)——核測(cè)井 散射 γ能譜測(cè)井的應(yīng)用 ? 鑒別巖性 ? 求儲(chǔ)集層孔隙度 ? 求泥質(zhì)含量 ? 求地層的波阻抗 —— 波阻抗為密度和波傳播速度的乘積，由波阻抗可求得反射系數(shù)，是合成 地震 記錄的基本參數(shù) ? 研究壓力異常 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 132 核檢測(cè)技術(shù) (7)——核測(cè)井 中子測(cè)井 ? 是以 中子與地層 的相互作用為基礎(chǔ)的測(cè)井方法。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 127 核檢測(cè)技術(shù) (7)——核測(cè)井 核測(cè)井的發(fā)展 ? 1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了自然放射性，隨后發(fā)展了 γ射線探測(cè)儀器和探測(cè)技術(shù)，到 1935~1939年自然 γ測(cè)井 得到 市場(chǎng)的確認(rèn) ，成為當(dāng)時(shí) 唯一的核測(cè)井方法 ； ? 1932年查德維克發(fā)現(xiàn)中子，隨后科學(xué)界研究了中子與物質(zhì)的相互作用和中子探測(cè)技術(shù)， 1941年 以后 中子測(cè)井 成為 代表核測(cè)井技術(shù) 的測(cè)井方法； ? 1945年發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象， 1949年出現(xiàn)核磁測(cè)井技術(shù) ，1988年 研制出 第一套 MRIL樣機(jī) ， 1990~1995年 核磁測(cè)井得到市場(chǎng)的 普遍確認(rèn) 。 % 測(cè)水范圍： 120% 適用范圍：煤、石英砂 CX90表面式中子水份儀 測(cè)水精度： 177。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 122 核檢測(cè)技術(shù) (6) ——水份計(jì) ? 中子水份儀 根據(jù) 中子減速擴(kuò)散原理設(shè)計(jì) ，它的優(yōu)點(diǎn)有： ?不取樣，可直接測(cè)量 。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 121 核檢測(cè)技術(shù) (6)——水份計(jì) ? DF5740在線水分儀 ?技術(shù)特點(diǎn) ?非接觸式 核探測(cè)技術(shù)保證了儀表設(shè)備的 長(zhǎng)期可靠性 。 ?精度：水分測(cè)量的精度為 %。 ?原理： 采用先進(jìn)的核分析技術(shù)，使水分測(cè)量不受物料成分、形狀、粒度、顏色、松散度、滲透水率、導(dǎo)電性等各種參數(shù)的影像。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 111 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 112 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 113 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 114 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 115 應(yīng) 用 實(shí) 例 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 116 探頭剖面圖： 探頭剖面圖： 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 117 ? 測(cè)量方式： 無(wú)需采樣、制樣，只需將探頭插入煤中即可。 ? 功能： 1) 無(wú)須復(fù)雜制樣 ， 35分鐘測(cè)量出結(jié)果； 2) 提供詳細(xì)的歷史灰分測(cè)量數(shù)據(jù)的查詢功能； 3) 自動(dòng)清掃放射源鉛罐表面的積灰 ， 克服由于積灰造成的測(cè)量誤差； 4) 自動(dòng)對(duì)儀器和放射源的慢漂移變化進(jìn)行校正； 5) 可選在遠(yuǎn)處接 LED點(diǎn)陣顯示屏 ， 循環(huán)顯示不同煤種的灰分測(cè)量數(shù)據(jù)； 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 110 6) 可以存儲(chǔ)多個(gè)煤種 ， 數(shù)量沒(méi)有嚴(yán)格限制； 7) 射線探測(cè)器內(nèi)設(shè)有恒溫裝置 ， 有效防止低溫和潮解的影響 。 ?穩(wěn)定性： 連續(xù)測(cè)量 24小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)煤塊 ， 任一 “ 10分鐘灰分 ” 測(cè)量值與平均值的最大偏差不超過(guò) 177。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 102 SCL2022 型煤灰分儀在控制外購(gòu)精煤質(zhì)量中的應(yīng)用 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 103 在邯鄲鋼鐵集團(tuán)的應(yīng)用，有效地控制了外購(gòu)精煤的灰分，為公司創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 I有煤情況下 低能 γ 的強(qiáng)度 ， J有煤情況下 中能 γ 的強(qiáng)度 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 101 核檢測(cè)技術(shù) (5)——煤質(zhì)及灰分測(cè)量 ?灰分測(cè)量 (2)用途： 用于煤碳輸送過(guò)程中 ， 對(duì)原煤的灰分 、 水分 、 純碳量和發(fā)熱量進(jìn)行 在線檢測(cè) 、 計(jì)量和控制 。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 99 核檢測(cè)技術(shù) (5)——煤質(zhì)及灰分測(cè)量 因此， 從中能量 γ 射線的強(qiáng)度變化可以反映出煤的厚度 ，以此可以 修正煤的厚度變化引起的低能衰減的變化 ，而利用 修正后 的低能射線的衰減可求出煤中高原子序數(shù)元素的含量，從而求出煤灰分。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 98 核檢測(cè)技術(shù) (5)——煤質(zhì)及灰分測(cè)量 ? 灰分測(cè)量 (1)原理： 第一透射通道： 241Am的 低能 γ射線 ()， 物質(zhì)的原子序數(shù)越大 ， 對(duì) 241Am的 γ射線的吸收越強(qiáng) (穿透煤被探測(cè)器探測(cè)到的 γ射線越少 )， 而 煤中灰分部分的原子序數(shù)比煤本身要大 ， 因此 ， 煤中的 灰分含量越高 ， 穿過(guò)煤的 γ(241Am)射線越少 。 238Pu反向散射技術(shù)補(bǔ)償了灰分中鐵的變化，但由于它采用了 穿透能量有限的 X射線，這樣就 需要把煤樣品破碎到 5mm。 ? 煤 ? 煤灰主要由煤中 高原子序數(shù)元素的氧化物組成 (硫除外 )，與 礦物質(zhì)的含量 密切相關(guān)。 一般 打整 “ 點(diǎn) ” 控制在 10mm 的圓形區(qū)域內(nèi) 。 ? 超聲波測(cè)厚儀不僅可以進(jìn)行厚度的測(cè)量，而且還可以進(jìn)行有無(wú)裂紋、氣泡 ， 或者材料壁厚是否在安全允許范圍內(nèi)的檢測(cè)。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 75 2) X射線熒光測(cè) Zn、 Sn鍍層厚度 原理 ?發(fā)射方法 （ 基于試樣 鍍層熒光發(fā)射 ） 鍍層元素 Zn（ Sn） 的 X射線熒光強(qiáng)度 Ik與 鍍層厚度 d成 指數(shù) 關(guān)系： Ik = Ik飽和 [1－ exp(－ ρμd) ] 令 K= ρμd，當(dāng) K值充分小時(shí)（ ），根據(jù)泰勒展開(kāi)， 1－ exp(－ K) ≈K 于是， Ik = Ik飽和 K= Ik飽和 ρμd 對(duì)于，給定的材料和激發(fā)源， Ik飽和 、 ρ、 μ可認(rèn)為是常數(shù)， 故， Ik∝ d 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 76 2) X射線熒光測(cè) Zn、 Sn鍍層厚度 原理 ?發(fā)射方法 （ 基于試樣 鍍層熒光發(fā)射 ） 鍍層元素 的 X射線熒光強(qiáng)度 Ik與 鍍層厚度 d的關(guān)系可分為三個(gè)區(qū)： Ik = Ik飽和 [1－ exp(－ ρμd) ] K= ρμd ? K(薄鍍層 )， 鍍層厚度與熒光強(qiáng)度成正比，稱線性區(qū)； ? K（中厚鍍層區(qū)）， 鍍層厚度與熒光強(qiáng)度成指數(shù)關(guān)系，稱指數(shù)區(qū)； ? K（無(wú)限厚區(qū)）， 熒光強(qiáng)度不隨鍍層厚度變化而變化，稱無(wú)限厚區(qū)。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 71 2) X射線熒光測(cè) Fe基合金 Zn、 Sn鍍層厚度 ? 鍍 Sn板： 化學(xué)重量法 準(zhǔn)確性 SbH3 碘酸鉀容量法 顯微鏡測(cè)厚法 仲裁方法 操作復(fù)雜、分析時(shí)間長(zhǎng) ? 鍍 Zn板： 化學(xué)重量法、陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法、磁性法、 顯微 鏡測(cè)厚法 ? X射線熒光測(cè)厚： 分析準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 72 2) X射線熒光測(cè) Zn、 Sn鍍層厚度 ? 原理： 利用 放射源 產(chǎn)生的 X（ γ）射線 直接照射在鍍 Zn（ Sn）的薄板上，激發(fā)出 Zn（ Sn）和Fe的特征 X熒光 。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 70 溫度與材質(zhì)引起的誤差 ? 射線厚度計(jì)通過(guò)被測(cè)物的面密度，再根據(jù)基準(zhǔn)密度求出板厚。 可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻值來(lái)改變所得到的厚度 d的電壓值 ， 然后與測(cè)得的電壓值相比較 ， 測(cè)得電壓值轉(zhuǎn)變成偏差值以便得到精確的測(cè)量與控制 。 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 64 儀器結(jié)構(gòu) 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 65 電離室測(cè)厚儀的電路結(jié)構(gòu)圖 非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用之一 66 ? 放射源 —— 一般儀器中常用的放射源有 60Co、137Cs、 147Pm、 85Kr、 90Sr、 241Am。 ? 公式