Báo Cáo Thực tập Địa Vật Lý Phóng xạ, Từ, Điện, Trọng Lực với việc sử dụng các máy đo Địa Vật Lý

MỞ ĐẦU Địa Vật Lý thăm dò là một ngành khoa học trẻ,mới xuất hiện từ những năm đầu của thế kỷ XX,tuy vậy cùng với sự phát triển như vũ bão của các ngành khoa học kỹ thuật khác – Địa Vật Lý thăm dò đã lớn mạnh không ngừng và ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học địa chất. Dưới sự giảng dạy phần lý thuyết của Th.S Hoàng THanh Mai và sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy hướng dẫn thực tập cộng với sự cố gắng nỗ lực học tập phấn đấu vươn lên của bản thân chúng em đã hoàn thành môn Địa Vật Lý đại cương đúng thời gian quy định. Nhưng điều quan trọng nhất là dưới sự giảng dạy hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của các thầy chúng em đã nắm được phần nào một số nét cơ bản của ôn Địa Vật Lý và biết được tầm quan trọng của môn Địa Vật Lý với ngành chúng em đang theo học. Nhằm đáp ứng với các xu thế mới đó cũng như điều kiện về nguồn nhân lực hiện nay rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu xã hội,chính vì vậy hàng năm trường Đại học Mỏ - Địa Chất đã tiến hành đào tạo các kỹ sư Địa Vật Lý chất lượng cao,và nằm trong chương trình học đào tạo cho hệ kỹ sư của nhà trường đối với ngành Địa Vật Lý nói riêng và các ngành khoa học khác liên quan khác nói chung,thì việc kết hợp tiến hành thực tập ngoài thực địa, đo đạc Địa Vật Lý là vô cùng quan trọng và cần thiết,mục đích và ý nghĩa to lớn giúp người học : - Bổ sung kiến thức đã được học từ những giờ giảng lý thuyết trên giảng đường - Hiểu kỹ hơn về lý thuyết,nhớ lâu và sâu hơn,về các loại máy móc,thiết bị làm việc trực tiếp - Biết cách thu thập,tính toán,xử lý số liệu,đưa ra kết quả - Nâng cao tay nghề khi ra ngoài thực tế,khi sử dụng máy móc thiết bị - Biết vận dụng kiến thức đã được học,áp dụng chúng để đưa ra kết luận địa chất hợp lý Ngoài ra tạo một phong thái tác phong làm việc theo nhóm,ý thức tổ chức kỷ luật,tác phong của người làm khoa học,tỉ mỉ,chính xác,cần thận và trung thực. Trong quá trình thực tập,chúng em được tiến hành làm quen,áp dụng bốn phương pháp Địa Vật Lý : Phóng xạ,Từ,Điện,Trọng Lực với việc sử dụng các máy đo Địa Vật Lý như : - Khi đo Phóng Xạ chúng ta sử dụng máy đo suất liều bức xạ gamma tổng CP π 68-01 và máy đo suất liều tương đương bức xạ của Nga - Khi đo Từ chúng ta sử dụng máy đo từ proton Minimax khảo sát véctơ cường độ trường từ toàn phần do lõi thủy lôi MK-52 gây ra - Khi đo Trọng lực chúng ta sử dụng máy đo Sodin (WS 100) đo trong các dãy tầng của một tòa nhà - Khi đo Điện chúng ta sử dụng hệ thống thiết bị bể mô hình trong phòng thí nghiệm Để hoàn thành tốt mục tiêu của đợt thực tập lần này,một bản báo cáo kết quả,tính toán xử lý kết quả,giải thích,nhận xét là điều rất quan trọng và không thể thiếu.Vậy em đã có kế hoạch lập bản báo cáo : THỰC TẬP ĐỊA VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG này,với những phần chính bao gồm : MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 : PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG PHÁP TỪ CHƯƠNG 4 : PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN KẾT LUẬN Trong báo cáo thực tập là nội dung và kết quả thực tế thu được ngoài thực địa và dưới sự hướng dẫn chu đáo của các thầy cùng với các kiến thức lý thuyết đã được học chúng em đã xử lý và đưa ra kết quả tương đối chính xác của từng phương pháp địa vật lý Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình làm báo cáo thực taka[ khó có thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy để báo cáo của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành tốt môn học này.Một lần nữa em xin chân thành cám ơn! Hà Nội,17 tháng 1 năm 2015 Sinh Viên Nguyễn Hoàng Giang CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ 1.1. Giới thiệu chung: - Thăm dò phóng xạ là phương pháp địa vật lý khảo sát trường phóng xạ tự nhiên phát ra từ đất đá để giải quyết nhiệm vụ đo vẽ bản đồ địa chất, tìm quặng phóng xạ hoặc quặng không phóng xạ cộng sinh với nguyên tố phóng xạ và nghiên cứu môi trường địa chất. Trong thăm dò phóng xạ nguồn của trường phóng xạ là các đồng vị phóng xạ có trong tự nhiên. 1.1.1. Cơ sở vật lý: - Hiện tượng phóng xạ: là hiện tượng hạt nhân nguyên tử của 1 số nguyên tố tự phân rã biến thành hạt nhân nguyên tử của nguyên tử của nguyên tố khác, chuyển trạng thái năng lượng ban đầu về trạng thái năng lượng thấp hơn, bền vững hơn kèm theo sự phát ra các bức xạ (hạt) (α, β, γ, n, ) - Khi có sự phân rã α, hạt nhân nguyên tử phát ra hạt α gồm hai proton và notron, số thứ tự của nguyên tử giảm đi hai, trọng lượng nguyên tử giảm đi 4 đơn vị. - Năng lượng hạt α khi tách ra khỏi hạt nhân là rất lớn (8-10 MeV ) có khả năng ion hóa rất mạnh, khả năng đâm xuyên yếu. Khi ra khỏi hạt nhân hạt α đi vào không khí ion hóa chất khí chiếm hai điện tử tự do và tạo thành hệ trung hòa. - Sự phân rã β xảy ra khi trong hạt nhân có sự biến đổi từ notron thành proton hay ngược lại. Khi chuyển từ proton thành nơtron thì phát ra hạt pozitron (e + ) và khi từ nơtron chuyển thành proton thì phát ra điện tử (e - ). - Khi phân rã β thì điện tích hạt nhân tăng hoặc giảm đi 1 đơn vị còn khối lượng không thay đổi. Năng lượng hạt β thay đổi trong phạm vi rộng tốc độ chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng khả năng ion hóa chất khí kém hơn tia α nên khả năng đâm xuyên lớn hơn. Trong không khí nó có thể đi được 1,2m, tuy nhiên trong đất đá tia β có thể đi được dưới 1 cm. - Bức xạ γ: xảy ra khi hạt nhân nguyên tử chuyển từ mức năng lượng không ổn định về trạng thái năng lượng thấp hơn,ổn định hơn thì phát ra bức xạ γ. Bức xạ γ là bức xạ điện tử tần số cao, chúng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt, không mang điện và không có khối lượng khi đứng yên. Năng lượng bức xạ γ thay đổi vào từng hạt nhân của nguyên tố khác (từ 0.05 – 3MeV). Căn cứ vào sự khác nhau về năng lượng của bức xạ γ ta có thể dùng phương pháp phổ γ để xác định các nguyên tố khác nhau. - Bức xạ γ có khả năng ion hóa rất kém nhưng khả năng đâm xuyên lớn, chúng có thể đâm xuyên qua lớp không khí dày hàng trăm m và lớp đất đá dày không quá 1m. - Dựa vào đặc điểm của từng loại phóng xạ mà ta có thể đưa ra các phương pháp nghiên cứu hợp lý,phù hợp với công tác chuyên môn. 1.1.2. Cơ sở địa chất : - Các nguyên tố phóng xạ phân bố rộng rãi trong tự nhiên thường là Uran, Thori, K, Ra chúng thường tồn tại trong môi trường đất đá, không khí, và nước. Đó chính là tiền đề quan trọng trong việc xác định hàm lượng chất phóng xạ từ đó ta giải đoán các vấn đề về môi trường, khoáng sản,các vấn đề địa chất. 1.2. Các phương pháp thăm dò phóng xạ : 1.2.1. Đo cường độ bức xạ - Liều chiếu: Liều chiếu chỉ áp dụng với bức xạ gamma hoặc tia X, còn môi trường chiếu xạ là không khí. - Sử dụng máy đo CPπ 68 – 01. - Mục đích đo cường độ bức xạ do đối tượng phát ra. - Đơn vị liều chiếu: theo hệ đơn vị quốc tế SI là C/kg. C/kg là liều bức xạ gamma hoặc tia x sao cho dưới tác dụng của liều đó gây ra trong một kg không khí khô sự ion hóa với tổng điện tích cùng dấu là 1 culon. - Ngoài đơn vị C/kg, trong kĩ thuật người ta còn dùng đơn vị liều chiếu là Ronghen. Viết tắt là R. theo định nghĩa ronghen là liều chiếu gây ra trong một cm3 không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn với tổng đơn vị điện tích các ion cùng dấy là 1 đơn vị điện tích. Chuyển đổi từ đơn vị C/kg sang đơn vị Rownghen: 1R = 2,58. 10-4 C/kg. - Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. - Đơn vị của suất liều chiếu là R/ngày, µR/h, R/s Độ phóng xạ của một số loại đá: + Đá vôi : 5 – 10 µR/h + Cát kết : 10 – 20 µR/h + Sét : 20 -30 µR/h + Bazan : 3 – 8 µR/h + Granit : 30 – 50 µR/h Máy đo CPπ 68 – 01: - Cấu tạo gồm 2 bộ phận: ống DIReton, bảng đọc, tinh thể phát sóng Y – NaI, ống nhân quang điện, photoretiot, các enito E1, E2, E3, E4, Anot. - Hoạt động: Khi ta đưa ống nhân quang điện ( D) vào vùng nhiễm xạ dưới tác động của bức xạ ion hóa vật chất vùng huynh quang sẽ phát tia sáng.Tia sáng đập vào Katot của ống nhân quang điện các điện trở ở Katot bật ra và bị emito có điện tích +100V hút về. Mỗi hạt bay về E1, đập vào E1 làm bật ra 2 hạt và lại bị E2 có điện tích + cao hơn hút về tạo thành dòng điện tử thứ cấp, dòng điện tử này được phát triển theo cấp số nhân, cuối cùng đập vào Anot của nhân quang điện tạo nên xung điện.Tại đó người ta bố trí bộ phận đếm xung. Các xung đó được chuyển đổi về đơn vị phóng xạ và bác lên đồng hồ thiết bị đo. Trên đồng hồ đo người ta bố trí 5 thang đo đối với từng đối tượng địa chất. Thang 1: đo được trong khoảng (0-30 μR/h) Thang 2: đo được trong khoảng (0-100 μR/h) Thang 3: đo được trong khoảng (0-300 μR/h) Thang 4: đo được trong khoảng (0-1000 μR/h) Thang 5: đo được trong khoảng (0-3000 μR/h) 1.2.2. Đo suất liều tương đương bức xạ (H): - Suất liều bức xạ là liều chiếu trong một đợn vị thời gian. - Đo H để phân vùng đánh giá ảnh hưởng của môi trường đến con người Đơn vị đo: μSV/h. H (mSV/năm) = 8,76 H sl + H sl là suất liều tương đương bức xạ đo được. + H (mSV/năm) là suất liều tương đương bức xạ trong một năm. Quy đổi số liệu từ số liệu suất liều bức xạ sang suất liều tương đương theo năm: H(mSV/năm) = 0,076 I (µR/h) - Tiêu chuẩn đánh giá môi trường, nếu H – H Φ < 1 mSV/năm thì không gây ảnh hưởng đến môi trường. Đối tượng làm việc với chất phóng xạ + ) H > 20μSV / năm => không an toàn với cán bộ làm việc trực tiếp với chất phóng xạ + ) H > 5μSV /năm => không an toàn với cán bộ làm việc gián tiếp với chất phóng xạ + ) H > 1μSV/ năm => không phù hợp với dân thường. Máy đo: DKS – 96. [...]... chất,tạo nên các bất thường trọng lực ∆g cho từng điểm cũng như từng vùng cụ thể,bất thường trọng lực có thể có giá trị âm hoặc dương.Đây chính là cơ sở địa chất của phương pháp thăm dò trọng lực 2 Máy trọng lực và công tác đo ngoài thực địa 2.1 Máy trọng lực  Đặc điểm chung : Tên gọi : Máy trọng lực Sodin hay còn gọi là WS100 do Canada chế tạo Công dụng : Đo gia số trọng lực (∆g) Phạm vi đo : 100 mGal... tuyến đo) Hình 4: Lát cắt đẳng ôm theo tuyến đo KẾT LUẬN Trong ba ngày thực tập dưới sự hướng dẫn chu đáo và nhiệt tình của các thầy cùng với sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm chúng em đã hoàn thành xong đợt thực tập và đã phần nào nắm bắt được các phương pháp địa vật lý và vai trò của các phương pháp địa vật lý với công tác chuyên môn của chúng em Với từng phương pháp các thầy đã giới thiệu về các. .. giới thiệu về các thiết bị đo nguyên lý hoạt động,cách đo cấu tạo của máy, cách bố trí điểm đo ,tuyến đo ngoài thực địa , cách xử lý số liệu , chỉnh số liệu Nhà trường và bộ môn Địa vật lý đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em thực tập giúp chúng em củng cố kiến thức trên lớp, làm quen được công tác thực địa và giúp chúng em nâng cao kĩ năng làm việc theo nhóm ở ngoài thực địa Một lần nữa chúng em... mặt phẳng nằm ngang để việc quan sát được dễ dàng 2.2 Công tác đo ngoài thực địa - Địa điểm đo : Địa điểm đo : Ta dùng máy trọng lực đo gia số giữa các tầng 2,3,4, 5khu nhà B trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội - Trong quá trình đo ta thực hiện các bước sau đây : + Ta xác định chuyến đo theo phương cách đó là ba điểm liên tiếp nhau mà điểm đầu và điểm cuối phải trùng nhau,phải đo như vậy để xác định... điểm đo >1µSV/năm, ít nhiều gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Vật liệu bê tông cho suất liều bức xạ tương đương thấp nhất Tại các điểm đo trên vật liệu bê tông, ta thấy H sl tại khoảng cách 0m nhỏ hơn Hsl tại khoảng cách 1m Cho thấy ảnh hưởng của các vật liệu xung quanh gây tăng suất liều bức xạ CHƯƠNG II THỰC TẬP PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC 1 Cơ sở lý thuyết - Thăm dò trọng lực là phương pháp Địa Vật Lý. .. là một tập hợp các phương pháp địa vật lý điện,nghiên cứu đặc điểm cấu tạo địa chất của vỏ quả đất,tìm kiếm thăm dò khoáng sản có ích dựa trên cơ sở khảo sát trường điện hoặc trường điện từ,tự nhiên hoặc nhân tạo xuất hiện trong vỏ quả đất - Thăm dò điện đóng vai trò quan trọng trong các phương pháp Địa Vật Lý và được áp dụng rất rộng rãi trong việc giải quyết các nhiệm vụ địa chất trong đó có địa chất... thăm dò trọng lực người ta thường đo giá trị của gia tốc trọng lực và gọi tắt là giá trị trọng lực. Đơn vị đo trọng lực trong hệ CGS là Gal,viết tắt (Gl) 1Gl = 1cm/s2.Trong thực tế thường dùng đơn vị nhỏ hơn là miligal (mGl) - Do quả đất có cấu tạo địa chất phức tạp,thành phần đất đá rất đa dạng,có mật độ biến đổi rất khác nhau,cho nên các giá trị trọng lực đo được sẽ chịu ảnh hưởng của các cấu tạo địa. .. đáng có về số liệu + Do máy đo từ rất nhạy cảm với các vật thể gây từ xung quanh,nên việc dao động ảnh hưởng về kết quả là không thể không xảy ra,chính vì vậy ta cần hạn chế việc này,bằng cách hạn chế các vật thể kim loại xung quanh,đồng thời cần phải có sự trung thực khi đo, kết quả đo cần phải được tôn trọng + Khi đo để bảo đảm đo chính xác,ta cần phải để vuông góc thiết bị đo với phương của kinh tuyến... lực là phương pháp Địa Vật Lý thăm dò,dựa trên việc nghiên cứu,khảo sát sự phân bố của trường trọng lực để giải quyết các nhiệm vụ địa chất như nghiên cứu đặc điểm cấu tạo vỏ Quả đất,tìm kiếm thăm dò các khoáng sản có ích - Các đại lượng chủ yếu đặc trừng cho trường trọng lực là thế trọng lực, gia tốc trọng lực và các đạo hàm của thế trọng lực. Độ lớn của các đại lượng này một mặt phụ thuộc vào hình dạng... Trong thực tế người ta không đo fts fts (với k = 23,5) vì từ thông dφ ≠0 dt cắt qua ống dây thay đổi sẽ f cu = fts xuất hiện dòng điện cảm ứng sinh ra tần số cảm ứng Khi đó người ta sẽ đo fcu tần số dòng cảm ứng ( ).Vì vậy : u r T = k f ts = k f cu - Hình ảnh thực tế về máy đo Minimax : ; [nT,γ] Hình : Hình ảnh thực tế về máy đo từ Minimax 2.2 Công tác đo ngoài thực địa - Địa điểm tiến hành đo được thực . trung thực. Trong quá trình thực tập, chúng em được tiến hành làm quen,áp dụng bốn phương pháp Địa Vật Lý : Phóng xạ ,Từ, iện ,Trọng Lực với việc sử dụng các máy đo Địa Vật Lý như : - Khi đo Phóng. trường đối với ngành Địa Vật Lý nói riêng và các ngành khoa học khác liên quan khác nói chung,thì việc kết hợp tiến hành thực tập ngoài thực địa, đo đạc Địa Vật Lý là vô cùng quan trọng và cần. một đo n tuyến Bắc – Nam khi đặt lõi thủy lôi song song với phương tuyến đó 2. Máy đo từ và công tác đo ngoài thực địa 2.1. Máy đo từ - Cấu tạo của máy đo từ Minimax sử dụng trong đợt thực tập