基本介紹
能夠産生中子的裝置,進行中子核反應、中子衍射等中子物理實驗的必要設備,包括同位素中子源、加速器中子源和反應堆中子源。放射性測井中用的镅铍中子源是同位素中子源,而井下中子發生器屬于加速器中子源。自由中子是不穩定的,它可以衰變為質子放出電子和反電中微子,平均壽命隻有15分鐘,無法長期儲存,需要由适當的産生方法源源供應。主要方法有以下3種:
①放射性同位素中子源。體積小,制備簡單,使用方便。(a,n)中子源利用核反應9Be+a→12C+n+5.701兆電子伏特(MeV)将放射a射線的238Pu、226Ra或241Am同金屬铍粉末按一定比例均勻混合壓制成小圓柱體密封在金屬殼中。(γ,n)中子源利用核反應中發出的γ射線來産生中子,有24Na-Be源,124Sb-Be源等。
②加速器中子源。利用加速器加速的帶電粒子轟擊适當的靶核,通過核反應産生中子,最常用的核反應有(d,n)、(p,n)和(γ,n)等,其中子強度比放射性同位素中子源大得多。可以在很寬的能區上獲得單能中子。加速器采用脈沖調制後,可成為脈沖中子源。
③反應堆中子源。利用原子核裂變反應堆産生大量中子。反應堆是最強的熱中子源。在反應堆的壁上開孔,即可把中子引出。所得的中子能量是連續分布的。很接近麥克斯韋分布。采取一定的措施,可獲得各種能量的中子束。
危害
石油鑽井作業中,電測需要常常要用到中子源,中子源是一種放射性物質,進行放射源操作時應充分考慮放射源活度、操作距離、操作時間和防護屏蔽等因素,采取最優化的防護措施,以保證操作人員所受劑量控制在可以合理做到的盡可能低的水平。
1、不得徒手操作放射源。無機械化操作時,根據源的不同活度,應使用符合下列要求的工具:
a)大于等于200GBq(5Ci)的中子源和大于等于20GBq(0.5Ci)的γ源,操作工具柄長不小于100cm;
b)小于200GBq的中子源和小于20GBq的γ源,操作工具柄長不小于50cm。
2、放射性測井儀器置于井下的部分(以下簡稱井下儀器)因其中裝有放射源,應使用柄長度不小于50cm的工具擦洗。
3、井下儀器進出井口時,應使用柄長不小于100cm的工具扶持。
4、進行換放射源外殼、彈簧、密封圈或盤根等特殊操作時,應有專用操作工具和防護屏蔽等設備,防護屏蔽靠人體一側的空氣比釋動能率應小于1mGy·h-1。
5、室外操作放射源時的附加要求:
室外操作放射源時,須在空氣比釋動能率為2.5μGy·h-1處的邊界上設置警告标志(或采取警告措施),防止無關人員進入邊界以内的操作區域。
6、對使用放射源測井的人員應進行外照射個人劑量常規監測,個人劑量計應能同時滿足對γ射線和中子劑量監測。