铀裂变瞬发中子测井套管影响MC模拟修正

为减小探采矿实际生产中钻孔固化对中子探测产生的影响,提高铀矿定量的精度。利用MC对不同套管材料以及不同套管厚度进行数值模拟,通过分析超热中子与热中子计数率变化关系,研究了铀矿定量的超热中子与热中子的比值E/T修正方法。实验结果证明,在一定的套管厚度范围内,可利用线性函数对超热中子与热中子的比值进行修正。     

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟

脉冲中子-裂变中子铀矿测井方法（PNFN）是采用脉冲式中子源,利用-3He管中子探测器记录瞬发裂变超热中子或缓发裂变热中子,得到地层中铀矿含量信息的测井方法。利用MCNP程序模拟了不同铀含量、不同地层孔隙度地层条件下PNFN的响应,分析了瞬发裂变超热中子和缓发裂变热中子与地层铀含量和孔隙度的关系。结果表明,地层孔隙度对利用PNFN确定地层铀含量有影响,孔隙度越大,利用裂变中子直接计算得到的地层铀含量比真实含量越小。利用瞬发裂变超热中子或热中子时间衰减谱计算得到地层宏观俘获截面,对裂变中子进行校正,可以有效提高地层铀含量计算结果的准确度。     

瞬发裂变中子铀矿测井中超热中子探测器的优化研究

瞬发裂变中子铀矿测井是利用脉冲中子源和超热中子探测器,记录热中子和235U发生裂变反应产生的瞬发超热中子,得到地层含铀量信息的测井方法。为提高仪器中超热中子探测器的探测效率,利用蒙特卡罗数值计算程序MCNP5对中子铀矿测井仪的探测器进行了优化计算研究,得到最优的中子慢化体和中子探测器尺寸组合,并将计算结果用于仪器的改进,取得了满意的实验结果。     

D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟研究了D-T脉冲中子发生器和241Am-Be中子源产生的中子与地层的作用过程,以探讨D-T脉冲中子发生器在随钻中子孔隙度测井中的应用价值。模拟结果显示,使用这两种中子源,热中子计数均随源距增加而呈指数下降;孔隙度较小时,两者的计数差异较小,当地层孔隙度达到40%时,D-T脉冲中子发生器产生的热中子和超热中子计数均比²⁴¹Am-Be中子源高很多,其分布范围也更宽,近探测器的源距选择20～30 cm,远探测器的源距选择约60～70 cm;D-T脉冲中子发生器用于中子孔隙度测井时对地层孔隙度的灵敏度降低,而相同源距条件下探测深度几乎不变。以上结果提示,利用D-T脉冲中子发生器可以进行补偿中子孔隙度测井,在增加源距的同时既可以保证计数统计性,又可以提高灵敏度和探测深度,在随钻测井仪器设计中可以取代²⁴¹Am-Be中子源。     

准直孔对三探测器法密度测井精度影响的MC模拟研究

本文应用MonteCarlo数值模拟方法,计算了窗形、楔形γ源准直孔和窗形、楔形、槽形探测器准直孔以及开口角度对探测器计数率和地层灵敏度的影响。结果表明,γ源的准直孔形状和开口角度对测量精度的影响远大于探测器准直孔形状和开口角度;γ源和探测器的准直孔形状和开口角度对计数率的影响远大于对地层灵敏度的影响;45°楔形γ源准直孔、0°窗形长源距探测器准直孔、5°-15°的窗形中源距探测器准直孔和0°窗形短源距探测器准直孔会提高高分辨率密度测井的测量精度。     

基于CLYC探测器的可控源中子孔隙度测井数值模拟研究

利用Cs₂LiYCl₆:Ce(CLYC)探测器替代中子孔隙度测井中的³He中子探测器,已成为石油测井仪器发展的新思路。为探究在中子孔隙度测井中使用新型探测器的可行性,通过蒙特卡罗模拟,研究了CLYC探测器在不同⁶Li纯度和探测器尺寸下的热中子计数通量,同时与不同内部气压下的³He探测器热中子计数结果进行对比;另外根据仪器使用不同探测器时获取的中子孔隙度响应,验证了CLYC探测器的可替换性。研究表明:新型CLYC探测器在⁶Li纯度高、探测器尺寸大时热中子计数效率高;相比于³He中子探测器,热中子探测效率较低的CLYC探测器经过源距组合分析优化后,得到的中子近远比响应结果与³He中子探测器近似,能够有效应用于地层孔隙度获取。     

瞬发中子测井的铀矿井眼实时校正方法研究

在铀资源勘查过程中,相比与传统自然γ测井,铀裂变瞬发中子测井以其"直接测铀"的优势节约了勘探成本,提高了探测效率.但该技术受井眼条件对源中子的慢化与吸收影响较大,必须进行现场校正,才能保证其解释结果的有效性.本文通过蒙特卡罗模拟手段,铀裂变瞬发中子测井探管内采用14 MeV的氘-氚(D-T)脉冲中子源,源距为30 cm...     

蒙特卡罗模拟研究水平井密度测井中岩屑层的影响

利用蒙特卡罗方法,分别通过改变地层模型的岩性和水平井筒模型内岩屑层的厚度,研究了在多种地层中,水平井筒内0-5cm厚的岩屑层对密度测量的影响.为了保证模拟结果的可靠性,把模拟结果与前人实验数据进行了基准校正.研究表明,厚度在2cm以内的岩屑层对密度测量的影响是稳定的,可以用脊肋图的方式进行补偿校正,而岩屑层厚度大于2 cm之后,其对密度测量的影响不再容易校正.针对DSDL-8723双源距密度测井仪,初步给出了水平井中岩屑层对孔隙度影响的校正图版和公式.     

用于中子测井的自成靶密封中子管性能评价

采用自成靶工艺,研制了SNT-DT/25型密封氘氚中子管,对其工作温度、使用寿命、功耗、中子产额及其稳定性等性能参数进行了测试。结果表明:中子管使用温度可达175℃,最高中子产额≥1×109 n/s,中子产额浮动≤10%;在靶极电压-80kV、阳极电流300μA、靶流80μA的工作条件下,中子产额可达1×108 n/s,中子管的性能指标完全满足中子测井使用要求。此外,本文还对中子产额随靶极电压、阳极电流的影响进行了分析。     

脉冲中子全能谱测井闪烁探测器响应特性的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟研究NaI和BGO晶体探测器对不同γ射线的响应。模拟结果表明,BGO晶体的光电峰和第一逃逸峰对计数贡献大,而NaI晶体的逃逸峰贡献大。对于井眼和地层流体分别为油和水砂岩地层,模拟改变NaI和BGO晶体探测器的直径和长度时的非弹性散射γ射线响应能谱,采用不同能窗处理方法对地层流体的分辨能力不同,选取光电峰和第一、第二逃逸峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器比NaI晶体探测器测量的C/O（C与O的元素含量比）差值大,但受尺寸的影响不大;采用光电峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器测量的C/O差值比NaI的大得多,且随尺寸的增加差值增大;能量道的漂移对C/O值影响较大,而能量分辨率对差值影响相对较小。     

Study of Neutron Detector in Neutron Uranium Logging

正Following the development of the nuclear electricity technology,the demand of nuclear fuel is increasing constantly.Neutron uranium logging technology is an important on line geological exploration method.The system can calculate the uranium content by detecting secondary fission neutron and data analysis software.     

可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

在可控中子源密度测井中,脉冲中子源的中子产额存在波动,采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境、测量条件的影响较大,因此会导致密度算法的精度较差。为提高密度测量的稳定性和精确性,本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要,建立了适合所研发仪器的密度算法：首先,结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模;然后,利用所建模型,模拟了在不同岩性、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程,并通过记录γ探测器的近、远非弹性散射γ计数和俘获γ计数,中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息,获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系,并对影响密度算法的主要因素进行了分析;最后,在密度响应特性分析的基础上,提出了使用近超热中子与近热中子计数比、近远非弹γ计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法。采用新密度算法对所建模型进行计算,结果表明,砂岩、灰岩、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近,其相对误差小于6%。与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比,本文方法显示了更好的效果：公式参数少、没有探测器的绝对计数、精确度高。     

双源距密度测井的蒙特卡罗数值模拟

利用蒙特卡罗方法对双源距密度测井进行数值模拟，获得了双源距密度测井的能谱、探测器计数率与地层密度的关系和脊肋图等特性曲线。与实验结果进行比对，验证了数值模拟的正确性，并在此基础上，就短源距和短源距准直孔角度等测井仪器结构参数的改变对测井性能的影响进行了研究。研究表明，短源距为18~20cm、短源距准直孔角度为45°时，可满足测井灵敏度和密度补偿准确度的要求。     

随钻脉冲中子伽马密度测井最佳源距的优化设计

采用脉冲中子源进行密度测井,可避免传统密度测井放射性源对环境的影响,更加安全、环保。目前国内随钻脉冲中子伽马密度技术还处于起步阶段,随钻中子伽马密度仪参数优化设计是提高地层密度测量精度的关键。本研究通过由D-T中子源及2个伽马探测器组成的随钻中子伽马密度仪器,研究了源距对中子伽马密度测井的影响,通过灵敏度和计数比统计性进行源距优化设计,得出最佳短源距为25~35 cm,长源距为60~65 cm,研究结果为随钻脉冲中子伽马密度测井仪器研发提供技术支持。     

反应堆中子通量密度仿真研究

核电厂作为特殊企业,对职工的培训尤为重要,而培训中,仿真系统是必不可少的环节。强果用经典的点堆模型方程,仿真精度不够,不能实现物理仿真。本文利用因子分解方法解中子通量密度函数,在求解中子通量密度形状函数量,通过适当的模型简化,使其可以在一般的ＰＣ机上实现。     

基于IQS/MC方法的ADS次临界反应堆中子时空动力学模拟分析

采用改进准静态近似与蒙特卡罗中子输运程序相结合(IQS/MC)的方法实现了加速器驱动的次临界系统(ADS)中子时空动力学模拟计算。以加速器驱动嬗变研究装置的靶堆耦合参考方案物理模型为例,通过对束流瞬变引入和燃料组件提升两种工况进行动态模拟,计算得到了堆芯总的相对功率、分能群相对中子注量率及相对功率三维网格分布随时间的变化。将IQS/MC方法计算结果与点堆计算结果进行了对比分析,模拟结果符合物理规律,两种方法对比结果与国外相关文献一致,表明IQS/MC方法适用于ADS次临界反应堆中子时空动力学过程的瞬态安全分析。