地質(zhì)工程中放射性技術(shù)的運用研究論文
放射性技術(shù)被發(fā)現(xiàn)的那一日，便已經(jīng)開始得到了廣泛應(yīng)用，無論醫(yī)學(xué)航空等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，因為放射性元素具有較強的傳統(tǒng)型和穩(wěn)定性，這種穿透能力對于礦物工程有著自己明確的意義，可以為地下礦物進行尋找提供了便利，所以在當代社會發(fā)展放射性技術(shù)有著自己明確的意義，也有著十分積極的作用。
1 放射性物探技術(shù)工作原理
放射性勘探又稱放射性測量或“伽瑪法”.借助于地殼內(nèi)天然放射性元素衰變放出的 α、β、γ 射線，穿過物質(zhì)時，產(chǎn)生一系列物理現(xiàn)象，這其中包括熒光等，人們根據(jù)放射性射線的物理性質(zhì)利用專門儀器（ 如輻射儀、射氣儀等） ,通過測量放射性元素的射線強度或射氣濃度來尋找放射性礦床以及解決有關(guān)地質(zhì)問題的一種物探方法。也是尋找與放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金屬元素礦床的輔助手段。放射性物探方法有 γ 測量、輻射取樣、γ 測井、射氣測量、徑跡測量和物理分析等。
2 放射性技術(shù)在地質(zhì)工程中的應(yīng)用
接下來以鈾礦進行物探作為例子，進行放射性技術(shù)應(yīng)用的探討。
2. 1 進行地表氡測量
氡元素可以作為鈾礦的測量標準，是因為其具有較大的遷移性，易于檢測。氡氣含量變化代表了鈾礦含量的各種指標。氡氣測量方法是一種直接找礦方法，其原理是優(yōu)于鈾礦中含有較多的氡，根據(jù)氡的遷移進行檢測，擴散和地氣理論。Rn 本身作為鈾元素衰變過程中的一種氣態(tài)惰性核素，其運動能力可以從地底作用到地表，所以可以作為一項測量的標準，也就是來書現(xiàn)階段對于鈾礦的尋找無論采用什么辦法，本質(zhì)便是對于地域氡的測量。氡測量具有多種辦法，下面重點介紹以下兩種方法：
2. 1. 1 土壤熱釋光測量法土壤和沙子之中具有較多的二氧化硅等半導(dǎo)體結(jié)晶體，這些結(jié)晶礦物都是天然的熱釋光探測器。由于礦物晶體中存在大量的電子和空穴，在放射性元素進行放射之中發(fā)生反應(yīng)，在使晶體價帶中的電子獲得能量，在沒有外來能量激發(fā)的情況下電子和空穴可長期留在晶體的缺陷中，隨著時間的流逝，電子和空穴積累的越來越多，數(shù)量越來越大，由于礦物晶體累積記錄天然輻射的時間很長，所以對于熱釋光測量法的反應(yīng)較為強烈，所以可以作為一個物探指標進行比較。對樣品加熱到一定溫度后，礦物晶體的指標逐漸恢復(fù)正常，最后將能量釋放出來，釋放方式為光能，測量加熱狀態(tài)下樣品的熱釋光強度就可以研究空間輻射場的分布進行找礦。工作方法是，選定即將進行測量范圍區(qū)域，按照相關(guān)規(guī)范要求，在區(qū)域內(nèi)采取土壤取樣，在室內(nèi)進行土壤的再一步處理，用高敏熱釋光儀器測量樣品。土壤熱釋光測量法適用于特殊區(qū)域，在西北方面得到了較大程度的利用。
2. 1. 2 活性炭吸附法活性炭在化學(xué)實驗上較為常用，因為其自身強大的吸附能力，所以往往被用作吸收各種雜物。在進行鈾礦測量時，其具有較強對于氡的吸附能力，所以可以通過活性炭的吸附來確定區(qū)域內(nèi)氡的含量，以此來判斷鈾礦。利用活性炭進行檢測因為較為簡單，而且活性炭花費不大，對于成本也是一種節(jié)省，而且技術(shù)要求較低，工作人員可以獨立完成，在實際生產(chǎn)生活中有著自己的意義，對于鈾礦尋找也是積極的推動作用。
2. 2 通過 γ 能譜進行測量
γ 能譜測量方法是利用不用地下放射性元素放射出不同的`射線，來確定地下各種元素的比例，從而確定鈾礦位置的方法。由于不同環(huán)境條件及不同物質(zhì)來源所形成的地質(zhì)體鈾、釷、鉀的含量也有變化，所以三種元素的不同射線也不同。根據(jù)此原理可以通過測量不同地層的放射性強度及鈾、釷、鉀的含量，從而進行相關(guān)的礦物尋找過程，在得知分布后，可以進行推導(dǎo)，來推導(dǎo)各種環(huán)境變遷的可能。對于多道譜儀，U-Rfl、Th、K 三個測量道就是三個測量的譜段。由于全譜測量的譜段是通過能量刻度后動態(tài)確定的，因此可克服譜漂而引起的測量誤差。
2. 2. 1 通過地面 γ 能譜進行測量地面 γ 能譜測量主要用于鑒定異常性質(zhì)和測定巖石中的鈾。 釷，鉀的含量前者在異常點（ 帶） 上進行測量，后者是在測區(qū)內(nèi)按一定的測網(wǎng)進行。因為采用排查尺寸的不同，探查階段分為普查和詳查，兩種辦法所用工具不同，并且同時具有自己的作用。工作方法是，在工作前標定面能譜儀，選擇基點，通過每天定時對于基點的測量記錄數(shù)據(jù)，檢驗各個指標的問題性和變化性，在測點每測量 1 分鐘讀數(shù)，讀 2 ~ 3 次取平均值，與此同時記錄一切相關(guān)情況，為了保證測量質(zhì)量選取10%測點進行自檢測量。
2. 2. 2 通過汽車 γ 能譜進行測量通過汽車 γ 能譜進行測量，具有測量速度快，探測精度高等特點，也根據(jù)這一特點，汽車 γ 能譜進行測量較為適合大區(qū)域測量，同時對于其他的測量辦法是一個補充，在實際應(yīng)用中也被廣泛應(yīng)用在沒有人煙分布邊境和絕境地區(qū)，對于礦物開采的發(fā)展是一個補充。
2. 2. 3 通過航空 γ 能譜進行測量人類的進步不僅僅體現(xiàn)在放射性技術(shù)成功應(yīng)用于地質(zhì)工程中，通過航空 γ 能譜進行測量更代表了人類發(fā)展的一個階段，對于鈾礦的排查也是一個空前的進步。前期的航空 γ 能譜測量一般在工作程度很差的地區(qū)以成礦構(gòu)造造山褶皺帶為主攻目標，為后期一些特殊地區(qū)的開采取得了寶貴的第一手資料。通過航空 γ 能譜進行測量，對于砂巖型鈾礦有著自己獨特的作用。第一，結(jié)合已有的地質(zhì)資料，利用測得的U、Th、K 元素的放射性場分布趨勢及變化規(guī)律結(jié)合砂巖型鈾礦成礦理論進行分析，可以對成礦規(guī)模進行提前預(yù)知，預(yù)知結(jié)果較為客觀準確。第二，研究盆地內(nèi)地球化學(xué)環(huán)境及鈾元素的遷移規(guī)律分析 U、Th、K 等天然放射性元素的地球化學(xué)特性。不同地球化學(xué)環(huán)境以不同方式影響著放射性元素的活動，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的 Th 元素則不受成巖后期地球化學(xué)因索干擾而相對穩(wěn)定，而化學(xué)活動性復(fù)雜多變的 U 元素性質(zhì)受氧化還原條件控制特別明顯，因此鈾主要在氧化還原過渡帶及富含還原物質(zhì)的地段或夾層內(nèi)富集。
3 總結(jié)
綜上所述，當前全球面臨著礦產(chǎn)資源供應(yīng)形勢日益緊張的局面，淺部礦產(chǎn)資源開采已無法滿足日常生產(chǎn)的需求，我們應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)向深部開采，這也對我國開采工作提出了更為嚴格要求，我們應(yīng)深入研究放射性物探勘探方法，不斷完善相關(guān)技術(shù)和理論，合理選擇物質(zhì)勘探方法技術(shù)，切實保障開采人員的生命財產(chǎn)安全，進而緩解我國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀。
參考文獻
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