Medición del contenido de uranio en afloramientos rocosos (minas)

La medición del contenido de uranio (o torio o potasio) en roca (mineral) se mide principalmente directamente en el afloramiento rocoso (mina) de ingeniería de montaña para la exploración de mineral de uranio o en la superficie de trabajo del mineral de uranio. extracción de uranio y determinar la ubicación de distribución de los yacimientos.

La medición del contenido de uranio se basa principalmente en la medición de rayos gamma. En zonas donde el equilibrio de uranio y radio está gravemente dañado, también se puede utilizar el método de medición β+γ. Las mediciones de espectroscopía de energía gamma se utilizan principalmente en depósitos mixtos de uranio y torio.

Los rayos γ tienen una gran capacidad de penetración en las rocas, por lo que las irregularidades de la superficie de la roca tienen poco efecto. Cómo eliminar la influencia del campo γ circundante es muy crítico. Actualmente se utilizan principalmente dos tipos de métodos.

(1) Radiómetro direccional

El detector de centelleo que se muestra en la Figura 5-8-1, en el que la línea oblicua es una funda de plomo en forma de cono, con NaI colocado en el medio. En el detector de cono (Tl), el exterior de la funda del cable es un centelleador de plástico en forma de anillo. Las señales parpadeantes de ambos entran al tubo fotomultiplicador al mismo tiempo. Cuando el detector está alineado con el punto de medición, los rayos γ circundantes pasan a través del centelleador de plástico y luego ingresan a NaI (Tl), lo que provoca dos conteos; sin embargo, los tiempos de luminiscencia y caída de los dos centelleadores son bastante diferentes y el pulso de salida; Las formas de onda de la señal son significativamente diferentes. La señal de salida (2,5 × 10-7 s) de NaI (Tl) incluye el punto de medición y los rayos γ circundantes, mientras que la señal de salida (4 × 10-9 s) del centelleador de plástico es solo los rayos γ circundantes. El circuito de identificación de forma de onda se puede utilizar para convertir la señal de salida del centelleador de plástico y la señal de salida de NaI(Tl) en una señal de diferencia de fase. Sólo la diferencia entre las dos se muestra en el instrumento, eliminando así la influencia del entorno. campo γ. Los radiómetros direccionales fabricados en la década de 1970 se han utilizado ampliamente y todavía son deseables como solución para eliminar la influencia de los campos γ circundantes.

Figura 5-8-1 Estructura de la sonda de medición direccional

1—Pantalla de plomo anular 2—¿Cintilador de plástico de 55 mm

(2) Valor de diferencia de la pantalla de plomo? método de medición

Ya en la década de 1950, la antigua Unión Soviética lo utilizó por primera vez, utilizando una pantalla de plomo de apertura cilíndrica para cubrir el detector del medidor de radiación gamma para reducir la influencia de los rayos gamma circundantes, como se muestra en Figura 5-8-2 mostrada. La tira de plomo en la parte de la abertura es móvil y se puede quitar o colocar. Al medir, alinee la abertura con el punto de medición. Primero, mida I1 una vez sin la barra conductora, y mida I2 nuevamente con la barra conductora insertada, luego

I1=IK+I semana+ID

I2=aIK+I semana+ ID

En la fórmula: IK es la tasa de conteo de rayos γ del punto de medición; a es el coeficiente de absorción de rayos γ de la barra de plomo; I es la tasa de conteo causada por los rayos γ circundantes, y las condiciones geométricas de las dos mediciones son las mismas; ID es la tasa de conteo de fondo, luego se restan las dos fórmulas:

ΔI=I1-I2=(1-a)IK

En la fórmula: a es un valor constante, por lo que ΔI representa la tasa de conteo de rayos gamma del punto de medición. La ventaja de este método es que es más eficaz para reducir los rayos gamma circundantes. Su principal desventaja es que la funda del cable es demasiado pesada e incómoda de usar.

En los últimos años, se han utilizado cada vez más pantallas de plomo más pequeñas, lo que esencialmente elimina la funda de protección del cable en el método de funda de cable anterior (que se muestra en la Figura 5-8-2). Se añade un escudo entre el detector y la roca en el punto de medición. Puede ser un escudo de plomo o de cobre. Pesa sólo entre 0,113 y 0,226 kg. Se ha utilizado con éxito desde 1958.

Figura 5-8-2 Blindaje de plomo

(a) Método de blindaje con funda de plomo; (b) Método de blindaje único 1: detector 2: pantalla de plomo 3: artículo de plomo; /p>

Sudáfrica utiliza un espectrómetro de energía gamma de 6 canales para medir el contenido de uranio utilizando el pico de 0,61 MeV de 214Bi en la serie del uranio. De esta forma, basta con que el NaI(Tl) tenga sólo 25mm de espesor (facilitando la penetración de los rayos gamma de alta energía, sin contar, y eliminando su influencia). Después de la investigación, se cree que la eficiencia de absorción de tungsteno de 4 mm de espesor y plomo de 10 mm de espesor es equivalente a 0,609 MeV.

Si hay un alto contenido de torio en el mineral de uranio, el pico de 0,58 MeV del torio causará interferencia, pero el torio se puede medir al mismo tiempo para obtener la relación w(Th)/w(U). para corrección.

La interpretación de los resultados de la medición gamma puede utilizar completamente el método de interpretación jerárquica o el método de contenido promedio propuesto en el registro gamma para calcular el contenido de uranio y determinar el límite de la capa de mineral. Para depósitos mixtos de uranio y torio, se puede utilizar el método de medición del espectro de energía gamma, pero también es necesario realizar una interpretación en capas después de eliminar el espectro y luego calcular el contenido de uranio y torio.