14-маъруза. Нейтрон-нейтрон усули (ННК). Нейтрон-нейтрон усулининг иссиқлик нейтронларининг зичлигини ўлчаш (ННК-Т). Усулнинг физик моҳияти ва ечадиган вазифалари. Юқори иссиқлиқ нейтронларининг зичлигини ўлчовчи (ННК-НТ) услуби.

Нейтрон-нейтрон усулининг иссиқлик нейтронларинг зичлигини ўлчаш услуби (ННК-Т) да иссиқлик нейтронларининг зичлиги ўлчанади. Иссиқлик нейтронлари олдинги маърузадан маълумки-улар 0.025 эВ энергияга, 2200 м¤ с тезликка эга нейтронлардир. Иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t қудуқларда қуйидаги (расм 14.1) схема орқали ўлчанилади. Зонд қуйидаги элементлардан ташкил топган: 1-иссиқлик нейтронларининг индикатори; 2-нейтрон тарқатувчи манбаъ; 3-қўрғошин тўсиқ; 4-парафин тўсиқ; о-ёзув нуқтаси.    Манбаъ 1 сифатида Ро+Ве ампулали, ёки нейтрон генераторлари ишлатилиши мумкин. Бу манбаълар ўзларидан катта энергияга ва катта тезликка эга нейтронларни чиқаришади. Бу нейтронларнинг индикатор 2 га тўғридан-тўғри таъсири қўрошин 3 ва парафин 4 тўсиқлар (экранлар) орқали йўқотилади. Индикатор 1 га келаётган нейтронлар тоғ жинси ва қудуқдаги бурғи

эритмаси таркибидаги элемент ядролари билан ўзаро таъсирда бўлиб, энергияларини камайтириб келадилар. Индикатор 1 сифатида бор-фтор пропорционал ҳисоблагичлар ишлатилади. Бор ядроларининг иссиқлик нейтронларини ютиш қобиляти жуда каттадир. Шунинг учун индикатор 1 га келган иссиқлик нейтронлари бор орқали ютилади ва ҳисоблагичда a-нурлар қуйида келтирилган схема орқали пайдо бўладилар:

В₅¹⁰ +n₀¹=Li₃⁷+He₂⁴                                        (14.1)

Алфа нурлар гелий атомларинг ядролари катта ионлаштириш қобилиятига эгадир ва улар ҳисоблагичдаги газларни ионлаштиради. Сўнгра бу ионлар ҳисоблагичда Гейгер-Мюллер ҳисоблагичида ўтган жароёнлар каби ток импулсини ҳосил қилади.

Демак ўлчанилаётган ток импулсларининг миқдори ҳисоблагичга тушаётган иссиқлик нейтронларининг зичлигига тўғри пропорционал бўлар экан.

Манбаъ 1 дан индикатор 2 нинг ўртасигача бўлган масофа зонд узунлиги деб аталади ва уни Lnn билан белгилаймиз (расм 14.1).

ННК-Т усулида ўлчанилаётган иссиқлик нейтронларининг зичлиги тоғ жинсларининг тез нейтронларни секинлаштириш хусусиятини белгиловчи катталик Ls-секинлашиш узунлиги, иссиқлик нейтронларини ютиш қобилиётини белгиловчи катталик Ld- диффузия узунлиги ва зонд узунлиги Lnn га боғлиқ бўлади. Агарда ютиш қобилиятини белгиловчи хлорни ҳисобга олмасак, чўкинди тоғ жинслари учун Ls  ва Ld фақат водороднинг миқдори билан белгиланади. Тоғ жинсларида водороднинг миқдори ўз навбатида улар таркибидаги сув, нефт, газнинг миқори билан, яъни тоғ жинсларининг  ғовакликлари Кп билан белгиланади.

Агарда биз ННК-Т кўрсаткичлари билан зонд узунлиги Lnn орасидаги боғлиқликни ўрганадиган бўлсак -бу боғлик расм 14.2 да келтирилган, иссиқлик нейтронларининг зичлиги зонд узунлиги ортабориши билан экспоненциал қонинуятга бўйинсинган ҳолатда камайиб боради. Лекин бу камайиш, водород миқдори ҳарҳил бўлган тоғ жинсларида бўлакча бўлиб, катта ғовакликка Кп=40% эга бўлган тоғ жинсларида, кичкина ғовакликка Кп=10% га нисбатан камайиш кескин бўлади. Расм 14.2 да n_t ва  Lnn орасидаги боғлиқлик шартли равишда уч бўлакка бўлинган. Биринчи оралиқ кичкина зонд узунлигига (0-15 см) тегишли бўлиб, бунда иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t билан ғоваклик коэффициенти Кп ўртасида тўғри пропорционаллик кузатилади, яъни Кп катта бўлса n_t ҳам катта, ва аксинча кичкина Кп эга бўлган тоғ жинсларида кичкина иссиқлик нейтронларининг зичлиги кузатилади. Иккинчи оралиқ ўртача зонд узунлигига (15-25 см) тегишли бўлиб, бунда иссиқлик нейтронларнинг зичлиги n_t тоғ жинсларининг ғовакликлари Кп га боғлиқ бўлмайдилар. Бундай зондларни инверсион зондлар деб аталади. Учинчи оралиқ катта зонд узунлигига (25-50 см) тегишли бўлиб, бунда n_t ва Кп ораларида тескари пропорционаллик кузатилади, яъни катта ғоваклик коэффициенти Кп бўлган, водород миқдори кўп бўлган тоғ жинсларида кичкина иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t кузатилади ва аксинча, зич, кичкина Кп,водород миқдори жуда кам бўлган тоғ жинсларида эса катта n_t кузатилади.

 Расм 14.2

Одатда ННК-Т  30-40 см узунликдаги зондлар билан ўтказилади. Шунинг учун катта зичликка, таркибида кам водород сақлайдиган тоғ жинслари ангидритларда n_t нинг энг катта кўрсаткичи кузатилади. Гиллар, чўкинди тоғ жинсларининг ичида энг кўп водород сақлайдиган тоғ жинси ҳисобланади. Улар таркибидаги водороднинг миқдори, 40% ғовакликка эга бўлган тоғ жинслари эгалик қилган водород миқдорига тенг ҳисобланади. Шунинг учун гилларда n_t нинг энг кичкина қиймати кузатилади. Қолган тоғ жинслари қаршисида n_t ангидрит ва гил кўрсаткичлари оралиғида бўлади, ва қанча ғоваклиги юқори бўлса, шунча гилга яқин кўрсаткичга эга бўлади. Демак, ННК-Т усули қудуқ кесимларини қатламларнинг ғовакликлари (таркибдаги водород миқдори) га қараб бўлаклайдилар. Бу ҳол эса қудуқларда коллекторларни ажратиш ва уларнинг коллектор хусусиятларини ННК-Т усули билан аниқлаш имконини беради.

ННК-Т усулига фақат водород таъсирини ўргандик. Лекин бу усулга иссиқлик нейтронларини ядроларда ютилиши ҳам катта таъсир ўтказади. Иссиқлик нейтронларини яхши ютувчи элементлар Cd, B, Li, Cl лардан қудуқларда учрайдигани Cl дир. Cl бурғи қоришмасида, қатлам сувларида NaCl таркибида бўладилар. Хлорнинг бўлиши иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t ни камайтиради. Бу ҳолат нефтга ва шўр сувларга тўйинган қатламларни бир-биридан ажратиш имконини яратади. Демак, ННК-Т усули минерализацияси 150-200 г¤ л бўлган сувлар билан тўйинган қатламларни нефтга тўйинган қатламлардан ажратиш имконини беради. Бу фарқланиш мустаҳкамловчи қувурлар туширилган қудуқларда янада катта бўлади. Нефтли қатламлар сувли қатламга нисбатан n_t нинг юқори қийматига эга бўладилар.

Лекин бурғи эритмасидаги хлорнинг таъсири n_t диаграммаларида қатламларни  бир-биридан ажратишда анча қийинчилик туғдиради, чунки водороди ҳарҳил қатламлардаги фарқлар, нейтронларнинг ютилиши туфайли, сийқаллашади. Бу ҳолатни йўқотиш учун энергияси 0.025 эВ га тенг иссиқлик нейтронлари эмас, балки энергияси 0.025 эВ дан юқори ва 1эВ дан кам энергияга эга бўлган юқори иссиқлик нейтронларини қайд қилувчи ННК-НТ услуни қўллаш мақсадга мувофиқдир.

Юқори иссиқлик нейтронларининг зичлиги ННК-НТ услуби

Бу усулда энергияси 0.025 эВ дан юқори ва 1 эВ паст энергияли нейтронлар зичлиги ўлчанади. Бунинг учун расм 14.1 даги даги индикатор 1 устида кадмий қопламаси ва ички қисмида парафин қопламаси билан ўралади. Кадмийнинг  иссиқлик нейтронларини ютиш қобилияти юқори, шунинг учун иссиқлик нейтронлари ҳисоблагич 1 га етиб бормай, кадмий қопламасида ютиладилар. Юқори иссиқлик нейтронлари эса кадмийдан ютилмасдан ҳисоблагич 1 га ўтадилар, лекин ҳисоблагичга тушишдан олдин парафин қопламасидан ўтаётганларида, парафинда водороднинг кўплиги туфайли, бу нейтронлар иссиқлик нейтронлари энергияси даражасигача ўз энергияларини камайтирадилар, сўнгра ҳисоблагич 1 орқали қайд қилинадилар. Бу усул тоғ жинсларининг нейтронларни секинлаштириш хусусияти Ls га, яъни тоғ жинслари таркибидаги водороднинг миқдорига боғлиқ бўлади. Умуман бу услубда ҳам ННК-Т услуби ечган геологик вазифалар ечилади. ННК-Т дан авзаллиги хлорнинг ёзиб олинаётган диаграммаларга таъсирининг йўқлиги ва  шу сабабли бу усулда ғоваклик коэффициенти Кп аниқроқ топилади.

Руда конларида ННК-НТ усули борга бой (6-7%) тоғ жинсларини ўрганишда қўлланилади. Борнинг миқдори паст (1.0-1.5%) бўлган ҳолларда қудуқ кесимини ўрганишда ННК-Т усули самара беради.

 катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан