16-маъруза. Таъсирланган (наведенная) активлик (фаоллик) усули. Унинг физик моҳияти ва ечадиган вазифалари. Импулс нейтрон-нейтрон усуллари (ИННК). Унинг моҳияти ва ечадиган вазифалари.

Таъсирланган активлик усулида тоғ жинслари нейтрон оқими билан нурлатиладилар ва сўнгра ҳосил бўлган суний радиоактивлик Igа ни ўлчайдилар. Нейтрон оқими билан суний радиоактивлаш нейтронларнинг турли энергияда бўлишидан қатъий назар содир бўлади. Тез, юқори энергияли нейтронлар билан қуйидаги элементлар активлашади: O, Mg, Al, Si, Mn, Cl ва бошқалар, иссиқлик энергиясидаги нейтронлар билан: Al, Si, Mn, Cl, F, Na, K, V, Cu, Cd ва бошқа элементлар активлашади. Иссиқлик энергиясидаги нейтронларда (n, g) реакцияси кузатилади, тез, юқори энергияли нейтронларда (n,p) ва (n,a) реакциялари кузатилади. Қуйида келтирилган жадвал 16.1 да  айрим элементларда кузатиладиган таъсирланган активликни кузатишимиз мумкин.

Жадвал 16.1

Бирламчи элемент (бошланғич)	Реакция тури	Ҳосил бўлган элемент	Ярим парчаланиш даври	Гамма нурларининг энергияси
O816 F919 Na1123 Na1123 Mg1224 Al1327 Mg1226 Al1327 Al1327	n,p n,g n,a n, g n, p n, a n, g n, p n, g	N716 F920 F920 Na1124 Na1124 Na1124 Mg1227 Mg1227 Al1328	7.5 c. 12c. 12c. 14.87 соат 14.87 соат 14.87 соат 10.2 минут 10.2 минут 2.3 минут	6.2 MэB 2.2 МэВ 2.2 МэВ 1.4; 2.8 МэВ 1.4; 2.8 МэВ 1.4; 2.8 МэВ 0.64;0.84;1.02 МэВ 0.64;0.84;1.02 МэВ 1.8; 2.3 МэВ

Жадвалдан кўриниб туриптики, ҳар хил бошланғич элементлардан, масалан F₉¹⁹ элементидан иссиқлик энергиясидаги нейтронлар билан нурлатганда (n, g) реакциясида натижасида F₉²⁰ радиоактив изотопи ҳосил бўлади, худди шу F₉²⁰ изотопи бошланғич Na₁₁²³ изотопини тез, катта энергияли нейтронлар билан нурлатганда (n, a) реакцияси натижасида ҳам ҳосил бўлади. Аксинча, бирҳил  Na₁₁²³ элементини иссиқлик энергиясидаги нейтронлар билан нурлатганда содир бўладиган (n, g) реакциясида Na₁₁²⁴ изотопи, тез, катта энергияли нейтронлар билан нурлатилганда (n, a) реакциясида F₉²⁰ изотопи ҳосил бўлади. Шунинг учун таъсирланган активлик усулини ўтказишда қандай реакция туфайли радиоактив изотоплар ҳосил бўлаётганини билиш лозимдир.

Жадвалдан яна бир нарса кўзга яққол ташланиб турипти. Бу ҳосил бўлаётган радиоактив изотопларнинг парчаланиш ярим даври ва изотопларнинг парчаланишларида ҳосил бўладиган g-нурлар энергиясининг турличалигидир. Бу фарқ усулни ўтказишда харбир қидирилаётган элемент учун турлича усулни ўтказишни талаб этади.

Агарда изотопларнинг парчаланиш ярим даврлари кичкина бўлса, диаграммаларни узлуксиз равишда ёзиб олишга тўғри келади, агарда парчаланиш ярим даври катта, масалан, Na₁₁²⁴ изотопи учун 14.87 соат, диаграммаларни харбир нуқтада, зондни тўхтатиб қўйиб, нуқтани нурлатиб бўлгандан кейин, 3-4 соат ўтгандан кейин ёзилади.

Таъсирланган активлик усули руда ва нефт геологияси вазифаларини ечишда қўлланилади. Нефт қудуқларида сув ва нефт чегараларини аниқлаш ва конни ишлатишда бу чегараларни силжишини текширишда ишлатилади. Бунинг учун усулни натрий-24, ёки хлор-38 изотопи бўйича ўтказиш мумкин. Натрий изотопи билан усул қуйидагича ўтказилади. Зонд ўрганилиши керак чуқурликка туширилади ва 4 соат давомида ушбу нуқта нейтрон оқими билан нурлатилади. Сўнгра шу нуқтага зонднинг ҳисоблагич нуқтаси жойлаштирилиб 4 соат давомида йўналтирилган активлик Iga  ўлчанилади. Демак бир нуқтада усулни ўтказиш учун 8 соат вақт кетади. Сув ва нефт чегарасини аниқлаш учун камида учта нуқтада ўлчов ишларини олиб бориш керак. Шунинг учун бу усул кўп вақт талаб қиладиган усуллар қаторига киради ва бошқа усуллар билан бу вазифанини ечишга ҳаракат қилинади.  Агарда усул хлор изотопи билан ўтказилса, нуқта 40 мин. давомида нурлатилади ва 2 соат давомида Iga ўлчанилади.

Руда конларида флюорит (F-изотопи бўйича), бокситлар (Al-изотопи бўйича), марганец ва мис каби фойдали қазилмалар қидириш ва уларнинг заҳираларини ҳисоблашда қўлланилади.

Импулс нейтрон генераторларини манбаъ сифатида қўллаб кислородни активлаш ва бирнеча сония парчаланиш ярим даврига эга N₇¹⁶ изотопини ҳосил қилиш мумкин, бу эса сув таркибидаги кислородни аниқлаш, сув ва нефт чегарасини аниқлаш имконини яратади.

Импулс нейтрон-нейтрон усуллари.Уларнинг физик моҳияти ва ечадиган вазифалари. 

Нейтронларнинг импулс усулларида тоғ жинслари давомати қисқа бўлган Dt (одатда 100-300 мкс.) вақт ичида юқори энергияли нейтронлар билан нурлатадилар ва бу нурлатишлар бир-биридан t вақт ўтгандан сўнг қайтарилаверади (расм 16.1). Нурлатиш тугаганидан сўнг t_з-ушланиш (кутиш) вақти ( 1000-1200 мкс. бўлиши мумкин) ўтади ва ундан кейин t_зам -ўлчаш вақти оралиғида иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t `ёки уларнинг ютилиши туфайли ҳосил бўлган нурлар ўлчанилади Одатда иссиқлик нейтронларининг зичлиги ўлчанилади ва бу усулни импулс нейтрон-нейтрон усули ёки ИННК деб аталади.

Расм 16.1

Иссиқлик нейтронларининг зичлиги ИННК усулида тоғ жинсларининг нейтронларни секинлаштириш ва ютиш қобилиятига боғлиқ бўлиб, секинлаштириш узунлиги Ls водороднинг миқдорига, ютишилиши ёки иссиқлик нейтронларининг яшаш вақти t_n -хлор миқдорига боғлиқдир. Лекин кутиш вақти t_з катта бўлса, яъни 2000>t_з>1000 мкс ИННК да ўлчанаётган иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t тоғ жинсларининг таркибидаги водород миқдорига боғлиқ катталик L_s га боғлиқ бўлмайди ва фақат диффузия коэффициенти D ва иссиқлик нейтронларининг яшаш вақти t_п га боғлиқ бўлади. Бу кўрсаткичлар эса ўлчанаётган муҳитда хлорнинг миқдорига боғлиқдир.

Агарда иссиқлик нейтронларининг яшаш вақтлари ҳарҳил бўлган икки муҳитни олсак ИННК нинг кўрсаткичларининг нисбати:

n₁¤ n₂= e^{-tз ( 1¤ tп1-1¤ tп2)}                                                  (16.1)

Формулада: n₁ ва n₂ -биринчи ва иккинчи муҳитда ўлчанаётган иссиқлик нейтронларининг зичлиги;

t_з-кутиш вақти;

t_п1 ва t_п2-биринчи ва иккинчи муҳитлардаги нейтронларнинг яшаш вақти.

Агарда бу муҳитлардан бири нефтли, иккинчиси сувли қатлам бўлса, буларда Кп =20% бўлганида t_п1=630 мкс, иккинчисида (200 г¤ л NaCl) t_п2=225 мкс. Оддий нейтрон усулларида бу шароитда n₁¤n₂ нисбати 2-3 ташкил этса, импулс нейтрон-нейтрон усулида бу нисбат t_з=1000 мкс. бўлганида 10 га тенг бўлади. Қанча t_з кўп бўлса, шунча нефтли ва сувли қатлам орасидаги фарқ катта бўлади.

ИННК нинг ўрганиш радиуси R қуйидаги формула орқали топилади:

R»2.1ÖDt_з                                                           (16.2)

Формуладан ўрганиш радиуси кутиш вақти t_з тўғри пропорционал бўлиб, у ошган сари R ҳам ошиб боради. Кутиш вақти 1000-1200 мкс бўлганида R = 60-80 см. бўлиб, оддий нейтрон усулларидан бирнеча баровар кўпдир.

 

Расм 16.2

ИННК қудуқ кесимларини бўлаклаш, тоғ жинсларини литологиясини аниқлаш, қатламларнинг қандай флюид билан тўйинганликларини аниқлаш учун ишлатиладилар. Тоғ жинсларининг литологияси аниқлаш учун уларнинг t_п ларидан фойдаланадилар. Энг катта t_п га кварцлар (1065 мкс.), доломитлар (956 мкс.) ва калцитлар (630 мкс.) эгадирлар.  Расм 16.4 ИННК да сув-нефт чегарасини аниқлаш имкони кўрсатилган. Бу чегара тахминан 1618 м чуқурликда ётган экан. Бу расмда ИННК уч ҳил t_з да ўлчанганлигини кўрамиз. Қанча t_з катта бўлса чегара аниқроқ, фарқлироқ намоён бўлган. Солиштириш учун оддий стационар НГК диаграммалари келтирилган. Бу диаграммаларда нефт ва сув қатламларида кўрсаткичкичлари деярли бирҳилдир. ИННК нинг оддий нейтрон усулларидан афзалликлари бу мисолдан яхши кўриниб турибди.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан