170520. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés földalakzatok porozitásának impulzusjellegű neutronforrással történő mérésére
7 170520 8 a mélység függvényében továbbítódjék annak megfelelően, amint a 7 szonda a 8 szondakábel mozgását követve helyzetét változtatja. A 2. és 3. ábrát vizsgálva és csupán az első 21 kapu intervallumát, amit t2 időpillanatban kezdődik és t3 időpillanatig tart, tekintetbevéve, kimutatható, hogy Y (t2 , t 3 ), vagyis ezen kapuintervallumban rögzített beütésszám A = C, 0,0855 (6) A.9 Ái Y(t2 ,t 3 )=- —N f 1 X? -^1 l 3 _ e — ^112 6^2*3 _e ~X2 l 2 5 A Ci mennyiség az első 21 kapu idejében detektálásra került beütésszám a t2 = 2r2 + U és t3 = 3T2 + ti választás mellett. Az A mennyiség a teljes beütésszám, amit a detektor észlelt volna, ha a detektor bekapcsolása közvetlenül a neutron-10 impulzus végétől az összes termikus neutronok befogásáig tartott volna (vagyis t3 = «>). Ennélfogva, ha t2 = t, és t3 =°° értékeket helyettesítünk az (1) egyenletbe, akkor az alábbi egyenletet kapjuk: 15 Y(t1; oo) = A (7) 0) ahol \i a neutronok fékeződési állandója, X2 a neutronok bomlási állandója és Nf a gyors neutronok fluxusa időegység alatti beütésszámban mérve. Fennállnak Xi = l/7i és X2 = l/r 2 összefüggések, ahol Ti a gyors neutronok fékezési ideje, T2 pedig a termikus neutronok bomlási ideje. Az e szám a természetes logaritmus alapszáma (2,718 ....). A 3. ábra szerinti tipikus gammasugárzás lefutási görbét, amelyen az ordináta tengely N(t) függvénye a gammasugárzás intenzitása a valamely adott t időben egy mikroszekundumra vonatkoztatott beütésszámmal mérve és ahol N0 a beütésszám t = tx időben (vagyis a neutronimpulzus végén), az alábbi (2) egyenlet adja A (6) egyenletből d-t kifejezve és A értékét a (7) és az (1) egyenletből behelyettesítve azt kap-20 juk, hogy X2 Xi Nf 25 d =0,0855 ixf X2 - Xi l-e-*»*» l-e-^ti X? X? (8) 30 Ez a (8) egyenlet azonos átalakításokkal az alábbi alakra hozható: N(t) = N0 e" -X,t (2) 35 C, 0,0855 N* 1 l/r2 - 1/T, T2 r t T2 (l-e-1 »/ 7 !) A 3. ábrán látható görbe alatti A területet ti-tol végtelenig az alábbi összefüggés szolgáltatja -T\ (l-e-t » /T a) 1 A = N0 f e~ X 2 t dt=N 0 — e-** 1 » ti X2 = N0 r 2 e-t » /T 2 40 (9) (3) Ha a 21 kapu oly módon van kinyitva, hogy t2 - 2r 2 + ti és t 3 = 3r2 + ti, akkor a t 2 és t 3 közötti területrész és N0 között az alábbi összefüggés van: 3T2 + ti t , Ci = N0 ; e -t/T 2 dt = 2T2 + ti = N0 x 2 (e-2 -e-3 )e-t »^ (4) N0 = A (4) egyenletet átrendezve kapjuk, hogy Ci 0,0855 T. e1 »'^ (5) Az (5) egyenletet a (3) egyenletbe behelyettesítve kapjuk, hogy A Ci és T2 mennyiségeket reprezentáló jelek, amint azt már korábban említettük, a 25 egység 45 kimenetein jelennek meg. Azonban, ezek a mennyiségek kiszámíthatók bármely neutronbomlási időt mutató adatokból is. A t! a neutronimpulzus szélessége, ami célszerűen a neutronbomlási idővel körülbelül azonos értékű, de ha nem is az, akkor 50 is mindig ismeretes. így a (8) egyenlet Nf állandó ismeretében Ti-re, ami a gyors neutronok fékezési ideje, az alább ismertetett módszerrel oldható meg. Azt a Ti fékezési időt, amire a gyors neutro-55 noknak szükségük van, hogy termikus energiájúvá lassuljanak, erősen befolyásolja a hidrogén jelenléte. Valamely földalakzat hidrogén indexe egyenlő az alakzat egységnyi mennyiségében található hidrogén mennyiséggel. A földalakzatnak ezen hidrogén in-60 dexét viszont a pórusokat kitöltő folyadék hidrogéntartalma befolyásolja leginkább. Ennek eredményeképp a gyors neutronok fékezési idejét felhasználhatjuk porozitásindikátorként, mivel az arányos a <p porozhassál. A Ti mennyiség változását a 0 65 porozitás függvényében az I. táblázatban láthatjuk. 4
