Hạt neutron là những hạt không tích điện, không bị ion hóa bởi môi trường xung quanh. Khối lượng của Neutron gần bằng khối lượng của Proton (1,66.10-24 g), ký hiệu 01 n, khối lượng bằng 1 đơn vị và điện tích bằng không. Do không tích điện nên Neutron không bị mất năng lượng khi tương tác với các electron tích điện và hạt nhân, bởi vậy 01 n có khả năng đâm xuyên cao. Năng lượng của Neutron đo ở MeV. Năng lượng của Neutron biểu hiện ở vận tốc chuyển động V.
Theo năng lượng của Neutron, người ta chia làm 4 loại: Neutron nhanh : 1 – 15 MeV
Neutron trung bình : 10 eV – 1 MeV Neutron trên nhiệt: 0,1 – 10 eV
Neutron chậm (nhiệt) : 0,025 eV
Khi các hạt Neutron tương tác với các hạt nhân nguyên tử thì xảy ra hiện tượng tán xạ Neutron hoặc bị bắt giữ bởi hạt nhân. Sự tán xạ Neutron dẫn đến các hạt Neutron thay đổi hướng chuyển động. Có hai loại tán xạ Neutron:
Tán xạ Neutron đàn hồi: Khi Neutron có năng lượng từ vài MeV đến 0.1eV.
Tán xạ không đàn hồi: Diễn ra đối với các Neutron nhanh. Hình 7: Hành trình của Neutron trong đất đá Hình 9: Hành trình của Neutron trong đất đá
33
Trong đất đá khi các hạt Neutron tương tác với vật chất chứa nhiều nguyên tố H2 thì sẽ làm chậm các hạt Neutron. Nếu trong đất đá tồn tại một lượng nhỏ nước hay dầu (chứa nhiều H2), sự chậm các hạt Neutron chủ yếu xảy ra ở nguyên tử H2.
Khi nghiên cứu mặt cắt giếng khoan bằng phương pháp Neutron, người ta phóng vào đất đá những hạt Neutron nhanh và ghi bức xạ γ. Tia Neutron nhanh (khoảng 5 Mev) liên tục được phát ra bởi nguồn Neutron và di chuyển theo nhiều hướng vào thành hệ đất đá. Khi di chuyển, chúng trở nên chậm hoặc giảm bớt năng lượng do va chạm với các hạt nhân trên đường đi. Khi năng lượng giảm tới một mức rất thấp (khoảng 0,025 ev) (hoặc gọi là năng lượng nhiệt), chúng có dạng zigzag hoặc khuyếch tán theo các hướng cho đến khi chúng bị hấp thụ hoặc bị bắt giữ bởi sự hiện diện của hạt nhân các nguyên tố, đặc biệt là nguyên tố nặng như Cl.
Tùy theo cách ghi, người ta phân làm 3 phương pháp sau: Phương pháp Neutron Gamma.
Phương pháp Neutron Neutron trên nhiệt. Phương pháp Neutron Neutron nhiệt.