Гамма-каротаж (гк), естественные радиоактивные элементы, вида нахождения их в горных породах. Геологическая информативность гк.

Метод позволяющий изучить распределения гамма-излучения по стволу скважины, позволяет определить естественную радиоактивность горных парод. Радиоактивность это способность определенных элементов или изотопов самопроизвольно распадаться во времени на более устойчивые элементы. Распад происходит с излучением элементарных частиц альфа, бета и гамма. Альфа – положительно заряжены ядра гелия, большая масса большой положительный заряд не дают глубоко проникать в вещество (доли мм) В практике ГИС не изучается.

Бета – отрицательно заряженная частица – электрон, масса в 1300 раз меньше массы ядра водорода, проникающая способность проникания вещества чуть больше чем у альфа частиц (доли мм). В практике Гис не изучается.

Гамма – электромагнитное излучение имеющее очень большую частоту, малую длину, поэтому энергия очень высокая, не имеет заряда, масса минимальна, высокая проницаемая способность, при проникновении через бетон (толщина 70 см) энергия излучения ослабляется в 2 раза. Гамма излучения несет свойства квантовой частицы. Энергия гамма излучения измеряется в электрон вольтах (эВ). 1 эВ – энергия которою электрон принимает в электрическом поле с напряжением в 1 В.

Гамма-излучения классифицируются по энергии и в зависимости от энергии гамма-кванта и характеристик вещества происходят различные типы реакций гамма-излучений с веществом. В атомной физике различают свыше 30 видов реакций. При проведении ГИС наиболее существенными видами реакциями яв-ся: 1)фотоэффект 2)комптоновское движение 3)образование электроипозитронных пар. Фотоэффект – происходит при энергии гамма-кванта до 0,2МэВ. Гамма-квант попадает в вещество, взаимодействует с электронным облаком атомов. При этом гамма-квант полностью отдает свою энергию. Электронное облако, получив дополнительную энергию выбрасывает её, возбудившись, за пределы атома в виде фотоэлектрона. Вероятность такой реакции пропорциональна до энергии 0,2МэВ и зависит от числа электронов в электронном облаке. Число электронов в электронном облаке – это порядковый номер элементов таблицы Менделеева, т.е. интенсивность этой реакции зависит от порядкового номера элемента. Комптоновское взаимодействие – происходит в основном при энергии 0,2 – 1,02МэВ. При этой реакции гамма-квант с высокой энергией взаимодействует с электронным облаком и передает частично свою энергию электронному облаку. Электронное облако, получив энергию, возбуждается и выбрасывает за пределы атома фотоэлектрон, а гамма-квант с меньшей энергией преломляется и продолжает движение до следующего столкновения. После десятков столкновений гамма-квант перестает существовать. Вероятность комптоновского взаимодействия зависит от энергии гамма-кванта и от плотности вещества (чем плотнее вещество, тем быстрее гамма-квант отдаст свою энергии.). Образование электроипозитронных пар – такая реакция наблюдается при энергии гамма-кванта выше 1-го МэВ. Гамма-квант, обладая большой энергией, проникает через электронное облако атома, взаимодействует с ядром. В результате протекает ядерная реакция с образованием электрона и позитрона. Такой вид реакции в основном используются при поиске рудных минралов.