航空伽马能谱低能谱信息初步应用研究

【摘要】航空伽马能谱是能够用来获得地面天然放射性核素铀、钍、钾含量的一种核地球物理勘探方法。早期的航空伽马能谱测量仅仅利用高能峰的信息，而没有利用低能谱信息。但是，实际上伽马能谱的低能谱段含有丰富的有用信息，如果能充分利用这些信息，对航空伽马能谱测量来说具有很大的意义。本文根据航空伽马能谱测量的原理，对航空伽马能谱数据分别进行了分析和处理，研究了全谱数据的基本特征，分析了航空伽马能谱全谱数据中铀系和钍系的低能峰衰变规律，选定铀系的低能峰1120keV和钍系的低能峰911keV开展研究，重点对航空伽马能谱仪在静态校准、动态校准和高高度校准中的全谱数据高能峰和低能峰进行了研究，并通过动态带实测数据比对了传统高能窗和低能窗数据计算的钾、铀和钍含量误差。通过本论文的分析研究，得到以下主要结论：1、动态带上方上视和下视探头各道的计数率比值基本不变，在60米、90米、120米高度段上，上视与下视铀窗峰面积比值分别为0.15、0.16、0.16；在150米、180米、210米、240米和300米高度段上，上视与下视铀窗峰面积比值平均值为0.19，这对研究大气氡对航空伽马能谱的影响有重要的意义。2、基于航空伽马能谱数据的静态校准、动态校准和高高度校准数据，分别得到高能峰和低能峰的康普顿散射系数、高度衰减系数、飞机本底和宇宙射线系数，并在静态混合模型上，对高能和低能的康普顿系数做反算含量，与标准混合模型含量进行误差分析，得到计算的含量结果误差均小于5%。3、在动态带上对实测数据计算的钾、铀和钍含量进行了验证计算。利用飞机高度在60米、90米、120米、150米和180米时的高能峰数据计算的钍、铀、钾平均含量分别为8.4710-6，1.8610-6和1.79%；而用低能峰信息计算的则分别为12.4010-6，3.7610-6和2.50%。研究结果表明：利用高能峰计算的钍、铀和钾含量与土壤样品用室内高纯锗伽马能谱仪测定结果接近（钍含量8.4810-6、铀含量2.0310-6、钾含量1.79%），而低能计算的钾含量、铀含量和钍含量均偏高。综上，航空伽马能谱测量全谱数据的低能峰信息计算钾、铀和钍含量的方法是可行的，但有些影响因素还值得进行一步研究。
【作者】郑玲；
【导师】王南萍；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），环境与工程地球物理，2014，硕士
【关键词】航空伽马能谱测量；低能峰；高能峰；

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