地质工程中放射性技术的运用

　　放射性技术被发现的那一日，便已经开始得到了广泛应用，无论医学航空等领域都得到了广泛应用，因为放射性元素具有较强的传统型和稳定性，这种穿透能力对于矿物工程有着自己明确的意义，可以为地下矿物进行寻找提供了便利，所以在当代社会发展放射性技术有着自己明确的意义，也有着十分积极的作用。

　　1 放射性物探技术工作原理

　　放射性勘探又称放射性测量或“伽玛法”.借助于地壳内天然放射性元素衰变放出的 α、β、γ 射线，穿过物质时，产生一系列物理现象，这其中包括荧光等，人们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器（ 如辐射仪、射气仪等） ,通过测量放射性元素的射线强度或射气浓度来寻找放射性矿床以及解决有关地质问题的一种物探方法。也是寻找与放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金属元素矿床的辅助手段。

　　放射性物探方法有 γ 测量、辐射取样、γ 测井、射气测量、径迹测量和物理分析等。

　　2 放射性技术在地质工程中的应用

　　接下来以铀矿进行物探作为例子，进行放射性技术应用的探讨。

　　2. 1 进行地表氡测量

　　氡元素可以作为铀矿的测量标准，是因为其具有较大的迁移性，易于检测。氡气含量变化代表了铀矿含量的各种指标。氡气测量方法是一种直接找矿方法，其原理是优于铀矿中含有较多的氡，根据氡的迁移进行检测，扩散和地气理论。Rn 本身作为铀元素衰变过程中的一种气态惰性核素，其运动能力可以从地底作用到地表，所以可以作为一项测量的标准，也就是来书现阶段对于铀矿的寻找无论采用什么办法，本质便是对于地域氡的测量。氡测量具有多种办法，下面重点介绍以下两种方法：

　　2. 1. 1 土壤热释光测量法土壤和沙子之中具有较多的二氧化硅等半导体结晶体，这些结晶矿物都是天然的热释光探测器。由于矿物晶体中存在大量的电子和空穴，在放射性元素进行放射之中发生反应，在使晶体价带中的电子获得能量，在没有外来能量激发的情况下电子和空穴可长期留在晶体的缺陷中，随着时间的流逝，电子和空穴积累的越来越多，数量越来越大，由于矿物晶体累积记录天然辐射的时间很长，所以对于热释光测量法的反应较为强烈，所以可以作为一个物探指标进行比较。对样品加热到一定温度后，矿物晶体的指标逐渐恢复正常，最后将能量释放出来，释放方式为光能，测量加热状态下样品的热释光强度就可以研究空间辐射场的分布进行找矿。工作方法是，选定即将进行测量范围区域，按照相关规范要求，在区域内采取土壤取样，在室内进行土壤的再一步处理，用高敏热释光仪器测量样品。土壤热释光测量法适用于特殊区域，在西北方面得到了较大程度的利用。

　　2. 1. 2 活性炭吸附法活性炭在化学实验上较为常用，因为其自身强大的吸附能力，所以往往被用作吸收各种杂物。在进行铀矿测量时，其具有较强对于氡的吸附能力，所以可以通过活性炭的吸附来确定区域内氡的含量，以此来判断铀矿。利用活性炭进行检测因为较为简单，而且活性炭花费不大，对于成本也是一种节省，而且技术要求较低，工作人员可以独立完成，在实际生产生活中有着自己的意义，对于铀矿寻找也是积极的推动作用。

　　2. 2 通过 γ 能谱进行测量

　　γ 能谱测量方法是利用不用地下放射性元素放射出不同的射线，来确定地下各种元素的比例，从而确定铀矿位置的方法。由于不同环境条件及不同物质来源所形成的地质体铀、钍、钾的含量也有变化，所以三种元素的不同射线也不同。根据此原理可以通过测量不同地层的放射性强度及铀、钍、钾的含量，从而进行相关的矿物寻找过程，在得知分布后，可以进行推导，来推导各种环境变迁的可能。对于多道谱仪，U-Rfl、Th、K 三个测量道就是三个测量的谱段。由于全谱测量的谱段是通过能量刻度后动态确定的，因此可克服谱漂而引起的测量误差。

　　2. 2. 1 通过地面 γ 能谱进行测量地面 γ 能谱测量主要用于鉴定异常性质和测定岩石中的铀。 钍，钾的含量前者在异常点（ 带） 上进行测量，后者是在测区内按一定的测网进行。因为采用排查尺寸的不同，探查阶段分为普查和详查，两种办法所用工具不同，并且同时具有自己的作用。工作方法是，在工作前标定面能谱仪，选择基点，通过每天定时对于基点的测量记录数据，检验各个指标的问题性和变化性，在测点每测量 1 分钟读数，读 2 ~ 3 次取平均值，与此同时记录一切相关情况，为了保证测量质量选取10%测点进行自检测量。

　　2. 2. 2 通过汽车 γ 能谱进行测量通过汽车 γ 能谱进行测量，具有测量速度快，探测精度高等特点，也根据这一特点，汽车 γ 能谱进行测量较为适合大区域测量，同时对于其他的测量办法是一个补充，在实际应用中也被广泛应用在没有人烟分布边境和绝境地区，对于矿物开采的发展是一个补充。

　　2. 2. 3 通过航空 γ 能谱进行测量人类的进步不仅仅体现在放射性技术成功应用于地质工程中，通过航空 γ 能谱进行测量更代表了人类发展的一个阶段，对于铀矿的排查也是一个空前的进步。前期的航空 γ 能谱测量一般在工作程度很差的地区以成矿构造造山褶皱带为主攻目标，为后期一些特殊地区的开采取得了宝贵的第一手资料。通过航空 γ 能谱进行测量，对于砂岩型铀矿有着自己独特的作用。第一，结合已有的地质资料，利用测得的U、Th、K 元素的放射性场分布趋势及变化规律结合砂岩型铀矿成矿理论进行分析，可以对成矿规模进行提前预知，预知结果较为客观准确。第二，研究盆地内地球化学环境及铀元素的迁移规律分析 U、Th、K 等天然放射性元素的地球化学特性。不同地球化学环境以不同方式影响着放射性元素的活动，化学性质稳定的 Th 元素则不受成岩后期地球化学因索干扰而相对稳定，而化学活动性复杂多变的 U 元素性质受氧化还原条件控制特别明显，因此铀主要在氧化还原过渡带及富含还原物质的地段或夹层内富集。

　　3 总结

　　综上所述，当前全球面临着矿产资源供应形势日益紧张的局面，浅部矿产资源开采已无法满足日常生产的需求，我们应逐渐转向深部开采，这也对我国开采工作提出了更为严格要求，我们应深入研究放射性物探勘探方法，不断完善相关技术和理论，合理选择物质勘探方法技术，切实保障开采人员的生命财产安全，进而缓解我国矿产资源现状。

　　参考文献
　　
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