Аэрогамма-спектрометрическая съемка
Аэрогамма-спектрометрия (АГС) изучает усредненные по площади содержания естественных радиоактивных элементов — урана (радия), тория и калия в приповерхностном слое горных пород и почв. В основе интерпретации данных АГС лежат закономерности распределения радиоактивных элементов в горных породах и рудных полях. Карты содержаний урана, тория и калия, а также их различные трансформации (функции содержаний) позволяют решать следующие задачи:
- определять элементы геологического строения изученной территории;
- поиски месторождений радиоактивного сырья;
- изучение характера и интенсивности проявления наложенных процессов (метасоматоза) и поиски месторождений гидротермального типа;
- изучение нефте- газоперспективных территорий;
- дистанционный экологический и инженерный мониторинг.
Для проведения АГС-съемки используются современные цифровые 1024-ти канальные спектрометры RSX-4 (RSX-5) с полисциновыми детекторами NaJ (Tl), общей емкостью до 48 л (обычно 32 л). Энергетическое разрешение спектрометра по линии 0.662 МэВ — не хуже 9%.
Диапазон регистрации спектра гамма-излучения 0.38 — 5.0 МэВ. Частота регистрации — 1 сек. Стабилизация энергетической шкалы спектрометра осуществляется по фотопикам естественных радиоактивных элементов (калию или торию). Спектрометр регистрирует и обрабатывает данные детекторов покристально. Кроме этого, используемые детекторы обладают сравнительно высокой фотоэффективностью, а блок регистрации – повышенной отказоустойчивостью и самодиагностикой.
В зависимости от решаемых задач в качестве носителя могут быть использованы вертолеты (такие как Ми-8, Eurocopter AS350 B3) или самолеты (АН-2, АН-3, АН-26, Cessna 208B и др.).
Помимо постоянных работ, направленных на решение геологических задач, предприятие являлось головной организацией по проведению аэрогамма-спектрометрической съемки для оценки радиационного загрязнения территорий, пострадавших в результате аварий на предприятиях атомной энергетики и промышленности. За прошедшие годы компанией выполнена государственная программа по радиационному картированию территорий, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, на ПО «Маяк» в Челябинской обл., и испытаний на полигонах Новая Земля и Семипалатинск. Объем таких исследований – более 4 млн. кв. км.
Методика выполнения съемок и обработки данных АГС соответствует рекомендациям МАГАТЭ (IAEA, 2003). Стандартная обработка выполняется по четырем энергетическим окнам:
| Канал | Энергетическое окно (МэВ) |
|---|---|
| Калий (40K) | 1.370 — 1.570 |
| Уран (214U) | 1.660 — 1.860 |
| Торий (208Th) | 2.410 — 2.810 |
| Интегральный канал | 0.400 — 2.810 |
Помимо стандартной методики, выполняется альтернативная обработка, которая основана на вычислении площадей фотопиков. Основным достоинством новой технологии является отказ от решения уравнений комптоновской коррекции и переход к вычислению площадей фотопиков. В этом случае удается практически освободиться от влияния космического излучения с его неизбежной «пуассоновской статистикой», соизмеримой с нашим «полезным сигналом» и от погрешностей решения системы уравнений комптоновской коррекции (вклад рассеянного излучения от любого монохроматического источника с энергией Е0 в левую часть спектра). Кроме этого, данная методика позволяет, в общем случае, рассчитывать концентрации урана по 3-м фотопикам (1.12+1.238, 1.76 и 2,20+2,119 МэВ), а тория – по 2-м (0.966+0.911 МэВ и 2.62 МэВ), что при прочих равных условиях позволяет существенно повысить качество результата за счет увеличения статистической представительности данных.
Поправка за свободный радон в атмосфере определяется по изменению отношения площадей каждого из фотопиков основных линий излучения урана (Bi-214) к площади фотопика с энергией 0.609МэВ, что повышает статистическую представительность вычисляемой поправки.
Предварительно площадь фотопика 0.609 МэВ корректируется за счет вклада линии тория (Tl-208) с энергией 0.583 МэВ.
Поскольку величина поправки «за радон», характеризует концентрацию свободного радона в приземной атмосфере в момент съемки, данный параметр можно использовать для построения соответствующей карты. С учетом сверх динамичного характера изменчивости этой величины, имеет смысл анализировать пространственные изменения лишь локальной составляющей концентрации радона.
АГС-исследования могут проводятся в комплексе с другими методами: магнитометрией, гравиметрией, электроразведкой, аэрозольной, газовой и тепловой инфракрасной.
Аппаратура аэрогамма-спектрометрической съемки