Роль и место ядерной геофизики в науках о Земле

ЯДЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА

Ядерная геофизика объединяет методы исследования горных пород и руд по их естественной радиоактивности (радиометрия или радиометричес­кая разведка) и изучения вызванной, т.е. предварительного облучения, радиоактивности с целью определения состава или различных физических свойств пород и руд (ядерно-физические методы).

Прямые задачи ядерной геофизики связаны с изучением пространст­венно-энергетического и пространственно-временного распределения излучения в веществе при известных: сечениях элементарных процессов взаимодействия излучения с веществом; свойствах вещества; заданных геометрических условиях. Теоретическое решение прямых задач основано на использовании математических моделей переноса излучения в заданных средах. Наряду с теоретическим моделированием необходимым является экспериментальное моделирование, которое является критерием оценки точности теоретических исследований, а в ряде случаев – единственно возможным решением прямых задач в ядерной геофизике.

Обратные задачи ядерной геофизики представляют собой определение элементного состава или других свойств среды (плотность, пористость, влажность и др.) по данным измерения интегральных или спектральных характеристик полей ядерного излучения.

Как правило, регистрируемая плотность потока ядерного излучения зависит от целого ряда параметров среды – ядерное излучение, в процессе его переноса в веществе, может испытывать десятки элементарных процессов взаимодействия. Именно этим объясняется широкое разнообразие методов ядерной геофизики, классификация которых базируется на учете особеннос­тей физических процессов и типа регистрируемого излучения.

Роль и место ядерной геофизики в науках о Земле

Сравнивая ядерно-геофизические методы с другими методами разведочной геофизики, можно отметить следующее.

Находясь на стыке между геофизикой и геохимией, она по своей сущности, методике и технике наблюдений относится к геофизическим методам, хотя решает не­которые геохимические задачи. Ядерная геофизика отличается «близкодействием», т.е. малой глубинностью исследований вследствие быстрого поглощения ядерных из­лучений окружающими породами и воздухом. Однако продукты радиоактивного рас­пада способны мигрировать, образуя вокруг пород и руд газовые, водные и механиче­ские ореолы рассеяния, по которым можно судить о радиоактивности коренных пород.

Принципиальная особенность ядерно-геофизических методов состоит в том, что они дают информацию непосредственно о вещественном составе горных пород и руд. И если классические методы геофизической разведки (гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, сейсморазведка) можно назвать «геологическими» (они дают сведения об условиях залегания анома­льных объектов, оценивают их форму и геологические структуры), то ядер­ная геофизика стоит ближе к геохимии, поскольку решает геологических задачи путем выявления закономерностей распределения в геологических образованиях петро- и рудогенных элементов.

В отличии от методов лабораторной химической аналитики, на которые до недавнего времени опирались все геологические исследования, ядерно-геофизические методы являются чисто инструментальными, следовательно, более объективными, экспрессными.

Особое достоинство ядерно-геофизических методов состоит в том, что они позволяют вести количественные определения целого ряда элементов таблицы Менделеева непосредственно в естественных условиях. Это качество методов ядерной геофизики имеет принципиальное значение и делает их незаменимым средством интенсификации геологоразведочных работ. Ядерно-геофизические методы представляют также основу для решения задач экологии, уменьшения потерь полезных ископаемых при их обогащении и более полного комплексного их извлечения из недр.