Табиғи және жасанды радиобелсенділік
Күннің ғарыштық сәулелерінің құрамында протондар және альфа- бөлшегі бар.
Ғарыштық сәулелері және жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәулеленуі табиғи радиациялық фон құрады. Табиғи радиациялық фон Жер бетіндегі бүкіл тірі жәндіктерге, жануарларға, адамға және өсімдіктерге әсерін тигізеді.Оны зерттейтін ғылым саласын гелиобиология дейді.
Жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәуле шығаруы барлық химиялық заттарға байланысты болмайды. Әр түрлі элементтердің табиғи 50 радиоактивті изотобы бар. Көпшілік элементтердің тек біразы ғана радиоактивті. Кейбір химиялық элементтерде тұрақты изотоптар жоқ, олар түгелдей радиоактивті, мысалы, уран, торий, радий, полоний және т.б. Бүлардың атомдарының ядросы өздігінен ыдырап, гамма – кванттық және корпускулярлық сәулеленеді.
Изотоптар деп бірдей қасиеттерімен, бірақ атомдық салмақтары әр түрлі химиялық элементтерді айтады /грекше – изос – бірдей, тең; топос – орын/. Мысалы, уран 235 және уран 238 – изотоптар.
Изотоптар ядрода нейтрондар санының әр түрлі болуына байланысты өзара айырмашылығы бар атомдар. Олардапратондардың саны бірдей. Мысалы, теміратомыныңядросында 26 протон бар, ал нейтрондар саны 54 және 61. Изотоптарда 28/-54\26-ге\ден 35\61\26-ге дейінболуымүмкін.
Атомның және атом ядросысының құрылысын анықтап, зерттеу ядролық құбылыстар заңын ашып, ядролық реакцияларды жүргізіп, жасанды радиоактивтік изотоптар алуға мүмкіндік берді.
Ядродағы құбылыстық айналымды зерттеу атом ядросының тау-сылмас энергия бұлағы екенін көрсетті. Бұл энергия ядролық реакция кезінде ядролық сәлелену бөлініп отырады.
Ең алғаш 1942 жылдың желтоқсан айының 2 күні өту құбылысын басқаруға мүмкіндігі бар тізбектелген реакция алынды. Бұл күні атақты физик Энрико Ферми жасап шығарған бірінші ядролық реактор өзінің жұ-мысын бастады. Осы күннен атом энергиясын бейбітшілік және соғыс мақсатында практикалық қолдану басталды.
Физика оқымыстылары және инженерлер атом энергиясын пайдалануды зерттеп ұсынғандығы мақсатты — қазба отын түрімен бәсекелесуге қабілетті қауіпсіз және сенімді энергия көзін жасау болды.
Ядролық реакторды қолдану арқылы кез келген химиялық элементтің және Жер қабатында жоқ элементтердің изотобын жасау мүмкін болды.
Жасандырадиоактивтік изотоп биологиядажәнемедицинадажиіқол-данылады. Оны қолданутәсілдерінизотоптықтәсілжәнетаңбаланғанатомдартәсілідепатайды.
Табиғи радиобелсенділікдеп кейбiр химиялық элементтердiң тұрақсыз изотоптарының өздiгiнен ыдырау барысында ядроның құрылысы, құрамы және энергиясының өзгеру процесін айтады. Радиобелсенді изотоптар деп атом ядросы тұрақсыз, келесі бір мезетте өздiгiнен басқа бiр изотоптың атом ядросына ауысуын айтады. Радиобелсенді ыдырау барысындағы ядроның құрылысы, құрамы және энергетикалық күйінің өзгерісі белгілі бір статистикалық заңдылықпен жүреді. Радиобелсенді ядролардың өмір сүру ұзақтығы жартылай ыдырау мерзімімен сипатталады (Т – радиобелсенді элемент атомдарының жартылай бөлігінің ыдырайтын уақыт аралығы). Атомдық номері 83-тен жоғары (висмут) барлық химиялық элементтер радиобелсенді болып саналады. Таужыныс құрамындағы кеңінен таралған табиғи радиобелсенді элементтер қатарына уран 238U және торий 232Th, калий 40K кальций, рубидий, циркон, қалайы, кобальт, висмут және т.б. элементтердің радиобелсенді изотоптары жатады. Уран мен торий және олардың ыдырау өнімдері бірнеше элементтерден тұратын қатар құрайды (10-15 изотопқа дейін). Бұл элементтер біртіндеп ыдырап, соңғы өнімдері қорғасын болып табылады.
Жасанды радиобелсенділік. Қолданбалы ядролық геофизика практикасында таужыныстың және руданың элементтік құрамын анықтау үшін екі топқа бөлінген радиобелсенділік тәсілдер кеңінен пайдаланылады. Олар таужыныс арқылы гамма- және нейтрондық сәулелердің затпен әрекеттесуіне негізделген тәсілдер. Мұндай әрекеттесу статистикалық заңдылықпен сипатталады. Нейтрондар таужыныстың атом ядроларымен, ал гамма-кванттар болса – ядролармен, атомдармен және электрондармен әрекеттеседі.
Таужынысы және оның фазалық құрамы
Тау жынысы – жер қабығындағы өзінше әртүрлі табиғи геологиялық денелер құрайтын, белгілі бір құрамды, құрылымды, минералдар қосындысы. Тау жыныстарының физикалық қасиеттері олардың жаралу тегіне, құрамы мен құрылымына және т.б. ерекшеліктеріне байланысты. Жаралу тегіне қарай т.ж-р үш топқа бөлінеді: магмалық, метаморфтық, шөгінді.
Таужынысының меншікті электр кедергісіне қандай факторлар әсер етеді
Таужыныстың меншiктi электр кедергiсi, оның қуыстарын толтыратын қатты, сұйық және газ тарамдарының меншiктi электр кедергiсiне және көлемдерiнiң бiр-бiрiмен қатынасына, олардың таужыныс құрамында таралуларына және температурасына (температура өскен сайын таужыныстың электрлік кедергісі азаяды) байланысты. Осы факторларға байланысты таужыныстардың меншікті электр кедергісі, омм-дің үлесінен миллиондаған омм-ге дейін өзгереді.
Таужыныстар тығыздығын анықтайтын басты факторлар.
Таужыныстарында жылдам нейтронардың баяулауы (замедление)
Таужыныстарында жылу нейтрондарының диффуззиясы
Таужыныстары меншікті электр кедергісімен қалай бөлінеді
Меншiктi кедергiсi бойынша минералдар бiрнеше классқа бөлiнедi:
а) аса төмен меншiктi кедергiлi (10-6Омм-ден төмен) минералдар қатарына саф тобына кiретiн металдар – алтын, платина, күмiс және т.б., металдардың табиғи қатты ертiндiлерi;
б) өте төмен кедергiлi (10-6-10-2Омм) – борнит, графит, кобальтин, никелин, пирит, халькопирит, пиротин және т.б.;
в) төмен кедергiлi (10-2-102Омм) - браунит, магнетит, ильменит және т.б.
г) орта кедергiлi (102-106Омм) – боксит, галлуазит, гематит, серпантин, хромит және т.б.
д) жоғары кедергiлi (106-1010Омм) – ангидрит, киноварь, монацит және т.б.
е) өте жоғары кедергiлi (1010-1014Омм) – кальцит, кварц, күкiрт және т.б.
ж) аса жоғары кедергiлi (1014Омм -ден астам) – галит, сильфин, слюдалар, мұнай және т.б.
Айта кететiн жәйт, табиғатта аталған минералдар физикалық жағдайларына байланысты бiр топтан екiншi топқа ауысуы мүмкiн.
.
Таужыныстарының әртектілігі.Таужыныстарының немесе геологиялық денелердің әртектілігі, әртүрлі масштабтағы геологиялық зерттеулерде белгілі болады. Минералдан бастап кенге дейін. Т.ж-ң әктектілігін әжептәуір механикалық жәнеабразивті (түрпітас) қасиеттер шақырады. Осының салдарынан олар бұрғылаудың, үйкеліс коэффиценті мен қатты заттарға үйкелу салдарынан болатын тозудың әртүрлі сипатын көрсетеді. Табиғи жағдайда таужыныстарының әртектілігінің әртүрлі типі кездеседі: коллектордың үзіктілігі, жүйенің жарылымы, қуаттылық және аудан бойынша жыныстардың өзгеру қасиеті.
Таужыныстарының дисперсиялығы (шашылу, шашырау, бытырау).
Таужыныстарының нейтрондық қасиеттері
Таужыныстарының электрлік қасиеттері
Таужыныстардың электрлік қасиеттері
Әрбір таужыныс өзіне тән электр қасиеттерімен сипатталады. Олапрдың қатарына:
меншікті электр өткізгіштік,
электрлік кедергі (),
диэлектрлік өтімділік жатады.
Таужыныстарының электрлік қасиеттерін анықтау әдістері
Таужыныстарының меншікті электр кедергісі
Меншiктi электрлік кедергi (). Таужыныстың меншіктіэлектр өткізгіштігіне кері шама – меншікті электр кедергісі, ол таужыныстың өз бойынан электр тоғын өткiзу қабiлетiн смипаттайды.
(1.1)
мұнда R– таужыныс үлгiсiнiң толық электр кедергiсi (ом); S, L – үлгiнiң көлденең қимасының ауданы (м2) мен ұзындығы (м).
Сонымен, таужыныстың меншiктi электр кедергісi дегенiмiз, көлемi 1 м3, табанының ауданы 1 м2 және биiктiгi 1м таужыныстың куб тәрiздi үлгiсiнiң куб жазықтығына перпендикуляр бағытта өлшенетiн толық электр кедергiсiне тең шама. Меншiктi электр кедергiнің өлшем бірлігі Омм (СИ жүйесі бойынша).
Таужыныстың меншiктi электр кедергiсi, оның қуыстарын толтыратын қатты, сұйық және газ тарамдарының меншiктi электр кедергiсiне және көлемдерiнiң бiр-бiрiмен қатынасына, олардың таужыныс құрамында таралуларына және температурасына (температура өскен сайын таужыныстың электрлік кедергісі азаяды) байланысты. Осы факторларға байланысты таужыныстардың меншікті электр кедергісі, омм-дің үлесінен миллиондаған омм-ге дейін өзгереді.
Электрлік барлау жұмыстарында меншікті электр кедергінің маңызы зор. Минералдардың басым көпшілігі, әсіресе егер олар таза кристалдардан құралса, изолятор болып саналады. Құрғақ таужыныстар жоғары, ал ылғал таужыныстар – төмен кедергімен сипатталады