Česká vědeckotechnická společnost Komise jaderné techniky Odborná skupina RADIOIZOTOPY a Československá Komise pro atomovou energii
SEMINÁŘ JADERNÉ METODY V HORNICTVÍ, GEOLOGII, GEOFYZICE A GEOCHEMII SBORNÍK ANOTACÍ PŘEDNÁŠEK
ŕí O
SLAPY-NOVÁ RABYNf, 9.-ÍL 9.1975
česká vědeckotechnická •- Komise jaderné techniky - Odborná skupina ^ADICIZCTCPÍ a československá komitse pro atomovou e.i
J E MI N Á 5 JAäiáRNá METCDÍŕ V HCHNICIVÍ, G-2CL0GII, OiOfYZICiS A GIQCH2MII
oborník anotací pŕednášek
vil opy - Nová Ha by ně
Hornický ústav ČJAV, Praha P£doP2KTlVl JADSňMCd
ikáTUJ V HU-íNICTVÍ
Pro vypracovaní perspektivních směrů využití jaderných metod v hornictví a príbuzných oborech vycházíme ze současného stavu jejich rozšíření. Máme na mysli tři základní skupiny: metody ^ama, metody neutronové a beta; toto rozdělení umožňuje ve stručnosti 2hodnotit dosavadní rozvoji aplikací jaderných me~ tod a zároveň ukázat na hlavní smery budoucího jejich uplatnění do konce tohoto tisíciletí.
DANIEL,J, - O čôUP, Geologický prieskum Liberec, Kovoveská Huta POUŽITIA GANU-GÁÍÚA KAäOTÁŽE PH5 KVANTITATÍVNE oTANOVENIá OBSAHU NblDI NA LOŽIJKU NOVOVaoKA HUTA Pri prieskume a tazbe na ložisku Novoveská iluta informácie potrebné pre kvantitatívna a kvalitatívne vyhodnotenie rudnej Cu polohy a interpretáciu hornín boli získavané tradičným spôsobom (odber jádra a chemická analýza). Tento spôsob bol zdĺhavý a okrem toho výnos jádra hlavne zu zrudnených úsekov nie je vždy dostatočný, pre objektívne vyhodnotenie rudnej polohy. Pretj sme pokusne započali s metodou jadrovej gama - gama karutáže v selektívnej modifikácii. K tomu, aby sme mohli úlohu riesií, urobili sme rac* ^^slalových, ako i meraní in situ. Boli získané základné závislosti potrebné pre interpretáciu: vplyv priemeru vrtu vplyv dĺžky sondy vplyv výplachu a paženia. Ďalej bol sledovaný optimálny čas potrebný pre meranie 1 bodu. Po získaní týchto závislostí sme na základe porovnania nameraných hodnot a ich porovnania s chemickými analýzami zhotovili éra^y pomocou ktorého je možné stanovit na základe nameraných hodnot gama - gama karotáže selektívnej, obsahy Cu pozdĺž vrtu.
oIMON,L. Hornický ústav íSAV, Praha KÁN8KÝ,J. Metrostav, n.p., Praha
TZSAik,J, Projektový ústav dopravních a inženýrských staveb, Praha DŮLNÍ KAiíCTÁŽ GAMA-GAMA ?Sl
VÍÓTAVBS
P.-ÍAŽJKÍHO METfíA
Metoda důlní karotáže gama-gama byla použita ke karotáži úzkoprofilových vrtů horizontálních a mírné dovrchních, vedených oboustranně pod Vltavou při budování trasy A pražského Metra. Pomocí důlní károtážní soupravy HCÚ 22 ŠD mohly být spolu s geologickým vyhodnocením vymezeny tektonicky rozrušené, málo stabilní a na soudržné úseky po délce každého vrtu. Použitá metodika umožnila rychle získat podklady pro vlastní ražbu tuxielů pomocí sovětského mechanizovaného razícího čtitu.
V . - VAJDOVÁ,b. Geologický průzkum ii.p., Latruva - Hrabová APLIKACE jADíitíííCil itillOD Pili KAiiCl/iŽI PiíÚZKUMNŽCii VxíTÚ NA UdLÍ, PLYN A NJUUJÍ PtiCVÁi)ŽNřCri GiXL03lCKÍM PnÔZKUMiM OoTiUVA V příspěvku jací. uvede.\/ některé výsledky měření neutron3 ^amumetrie NuK, ^amametrie GK a aama-ei ^aittetrie GGK ve vrtech prováděných na uhelných, plynových a nerudních problémech, pŕedevsím z Ostravsko-karvinské pánve. Zvláštní pozornost je věnována způsobu cejchování sond, prínosu dvojrozměrné sondy pro merení NGK a sondy pro současné měření GGK a GK. Jsou uvedeny ukázky využití jaderných metod pro stanovení celkové pórovitosti, popelnatosti a jílovit*3ti vrstev a popelnatosti uhelných slojí z vybraných vrtů Ostravsko-karvinské pánve. Dále je uvedena ukáaka určování výplně dutin ve vrtu na cementárske suroviny z okolí Hranic na Moravě.
ÚÁŇA,J. - KOŘALKA,o. Geoinduatria Praha, Karotázní středisko Tuchlovice JPAKTKGMÍTRICKÍÍ
M2TCDI V KAROTÁŽ1
V posledních letech došlo k prudkému rozvoji radionuklidových metod pri průzkumu geologických vrtů na rudy, fluority a jiná ložiska. Ve specializovaném oboru užité geofyziky, karotéži, se vedle metod měření přirozené radioaktivity, hustotní nebo selektivní modifikace gama - gama karotáže a neutronových metod začaly používat spektrometrické metody. Největší význam se předpokládá při použití různých forem aktivační analýzy nebo ostatních variant jaderné fyziky, používající k vyvolání jaderných dějů toků neutronů. V karotážním středisku Tuchlovice n.p. Geoindustria byly tyto metody uplatněny zejména při průzkumu rud a fluoritů. K aktivaci se používá přirozených zdrojů neutronů, především Am~Be o aktivitě 3 - 10 Ci. K registraci slouží spektrometry československé nebo zahraniční výroby, schopné provozu až do 1000 m hloubky vrtu. V referátu jsou ukázány dosavadní výsledky těchto prací a diskutována perspektiva uplatnení radionuklidových metod v následujícím pětiletém plánu.
MATQLIN.M. Přírodovědecká fakulta University Karlovy, Praha MAPA RADIOAKTIVIT* HOHNIN Čáofí Z výsledků regionálních a detailních leteckých, automobilových, pozemních peších a laboratorních měření radioaktivity hornin byla v období 1961 - 1973 sestavena a interpretována mapa izolinií radioaktivity hornin ČJJH měřítek 1:200 000, l:?C0 000 a 1:1 000 000. Problematika konstrukce jednotné mapy z výsledků měření různými aparaturami a metodami byla řešena na základe analysy rozdílnosti výsledků měření úhrnné aktivity gama hornin dosud užívanými způsoby. Údaje mapy radioaktivity hornin 533íí a statisticky zpracované výsledky laboratorních měření radioaktivity horninových vzorků charakterizují radioaktivní vlastnosti regionálních struktur Českého masivu a Západních Karpat. Souborné hodnocení získaných výsledků charakterizuje rozšíření K, U, Th v horninách ČSSR a řeší problematiku vatahu radioaktivních prvků v horninách k některým horninovým parametrům.
PODKAOKÍjP. - HEJL,V. - ZEMAN ,J. - DUBAN3KY,A. Geologický ústav čoAV, Praha M A 3 T A L K A , A . - FxiÁNA,J. Ústav jaderné fysiky uoAV, ľiež u Prahy NĚKTEŘÍ APLIKACE JADERNÍCH METOD P Si oTUDIU ZLOMOVÍ CH OBLASTÍ V referátu jsou uvedeny predpoklady využití jaderných metod pro studium zlomových oblastí, zejména metody gama - spektrometrického stanovení nízkých koncentrací U, Th, K a neutronové instrumentální aktivační analýzy. Použité analytické postupy jsou diskutovány zvláště z hlediska jejich citlivosti a přesnosti vzhledem k různým typům zkoumaných vzorků hornin. Na závěr jsou uvedeny některé výsledky praktických aplikací.
iK.k:. - HRUBÍ,M. - Tďŕ^NA.P. Výzkumný úst&v hnedého u h l i , Must
3
VYUŽITÍ Ě4JTCJJIKÍ Mä&SNÍ PitUCZ3NŕJH CtíôAtfÔ TRITIA A UHLÍKU 14 V HíDaOGECLOGIJKÍGH APLlKAJÍCil V referátu je krátce popsána metodika měření přirozených obsahů obou radionuklidú, chemická úprava vzorků, parametry použitého spektrometru. Dále jsou v referátu uvedena jednotlivá hydrogeologické měření, při kterých bylo použito techniky měření přirozených obsahů tritia. Měření přirozených obsahů tritia a uhlíku-14 umožňuje datování vod. Tritiovou metodou je možno datovat vody v rozmezí 0 - 30 roků, radiokarbonovou metodcu je možno datovat v rozmezí 100 - Aj C00 roků. V referátu jsou uvedeny výsledky datování vybraných pramenů a vodních horizontů z lokalit ľeplicka, Mostecka, Sokolovska, Hodonínska. U vybraných aplikací je uveden i ekonomický přínos použité metodiky.
HANZLÍK, J. Hornický ústav čôAV, Praha VÍ2KUM áPOJITOoTÍ ODPADNÍCH VOD o M1N3HÁLNÍMI PRAMENÍ V rámci hydrogeologického výzkumu užšího zřídelního území v Karlových Varech se koncem roku 1972 uskutečnil výzkum původu a zdrojů znečištění pramenů minerální vody. 2 charakteru určitého zamorení minerální vody se usoudilo, že hlavní zdroj tvoří odpadní vody ze Zámeckého vrchu. Výzkum se proto zaměřil na zjištění spojitostí předpokládaných míst zdrojů znečištění s minerálními prameny. Při výběru vhodného indikátoru se muselo přihlédnout k určité specifičnosti prostředí pro označení odpadních vod stopovací látkou a chemickém složení minerálních vod. Pro tento účel vyhovoval radionuklid brom-82. Výchozí dávka se volila tak, aby v odběrových místech aktivita vzorku vody nepřekročila hodnotu 10u Ci.1-1 . Radionuklidem se označilo potrubí v Muzejních sadech nad prameny minerální vody, které vyvěrají na Kolonádě českosíovensko-sovětského přátelství. Označení vymezeného úseku se provedlo s použitím neaktivního nosiče (KBr). Pro odběry vzorků vody se vybraly vývěry minerální vody a síí pozorovacích vrtů v Muzejních sadech. Pokusem s použitím radionuklidu brom-82 se prokázala spojitost mezi odpadními vodami Zámeckého vrchu a některými vývěry minerální vody. První projevy indikátoru se zjistily v pozorovacích vrtech na svahu nad prameny minerální vody. Tyto nálezy dále ukázaly, že odpadní vody kontaminují puklinový" systém v žulovém masivu, iib který je vázán oběh minerální vody.
10 HULLA.J. - RAVINGSR,a. Katedra gectechniky SvF dVŠT, Bratislava POZNATKÍ 2 VYUŽITIA RÁDIONÚKLIDOVÍCH M3RANÍ V GEOTECHNIKiS Naše práce zameriavame ri3 aplikáciu rádioindikačných sledovaní pomocou zriecíovacej metody a metody sledovania vertikálneho pohybu vody vo vrtoch. xíádioaktívne indikátory umožňujú v značnej miere eliminovat rušivé faktory pri meraniach, a okrem toho rozširujú oblasi použitia metód \r porovnaní s klasickými metodami meraní. Vykonali sme laboratórne preskúmania drenážneho vplyvu vrtu a filtračného obsypu na ätrbinovom modeli, sledovali proces starnutia pozorovacích objektov, ovplyvnenie ponorných detektorov absorbovaným a vyplaveným rádioindikátorom, vplyv nerovnomerného tepelného rozdelenia a určenia výpočtových hodnot času. Poínými jednovrtovými meraniami sme sledovali pohyb podzemných a priesakových vod asi na 20 lokalitách. Riešili sa hlavne: 1) problémy vodných stavieb; vplyv napustenia na režim prúdenia, funkcia tesniacich elementov, režim prúdenia v okolí vodného diela, atd*.; 2) Využitie a ochrana podzemných vod v kvartérnych náplavoch; 3) možnosti sledovania vývoja filtračných pretváraní; 4) určenia šmykových ploch v zosunoch, V súčasnosti je možné pomerne s vysokou presnostou stanovova£ rozdelenie vertikálneho prietoku po hĺbke a jeho zmeny. Pozornos{ venujeme tiež určeniu kvantitatívnych charakteristík horizontálneho pohybu v okolí vrtu z výsledkov meraní vertikálnych parametrov.
11 HALLÍ,J. Ústav experimentální mineralogie a geochemie ČSAV, Praha STANOVENÍ VLHKOSTI PÔD NSUTilONOVCU SONDOU TESLA NZK 203 J neutronovou sondou NZK 203 vyrobenou n.p. Tesla Přemyšlení byle provedeno několik tisíc měření vlhkosti v laboratorních a zejména v terénních podmínkách. Sonda pracuje na principu zpomalování rychlých neutronů prostředím, které obsahuje vodík. Jako zdroj rychlých neutronů 24 1 4 1 je použito " Am-ae, 30 mCi, tok (7,? - Q,75).1O n.s" . Tok pomalých neutronů je závislý na obsahu vodíku, tedy na vlhkosti prostředí. S růstem objemové vlhkosti prostředí roste i četnost registrovaných impulzů. Byly sestrojeny kalibrační křivky pro různé typy půd, část naměřených výsledků byla porovnána s výsledky stanovení vlhkosti vážkovou metodou v laboratoři. Dosažené výsledky potvrdily vhodnost přístroje NZK 203 pro rychlé, nedestruktivní stanovení obsahu vlhkosti v půdách a to zejména tam, kde provádíme periodická měření ve stejných měřících místech. Sondu je možno použít k nedestruktivnímu stanovení vlhkosti půd v místě osazeném vhodnou pažnicí (0 44>5 x 2,5 mm, ČSN 42?71:>), v hloubce 0,5 - 10 m. Je-li pro měřenou půdu k disposici kalibrační křivka, určíme hodnotu objemové vlhkosti JV (dle ČSN 7 3 1 3 7 P hmotnost vody v objemové jednotce měřené látky - kg.m ) , bez kalibrační křivky je možno sestrojit pro měřený profil křivku vlhkostního profilu pomocí hodnot četnosti impulzů, která umožňuje orientační posouzení.
x FILGAS,R. Hornický ústav ČSAV, Praha ÍZJSNÍ
1 2
PRO STANOVENÍ PŘIROZENÍCH AKTIVIT TRITIA V£ VODJS
Nutnost využití přirozených radionuklidů v hydrologickém výzkumu v rámci Hornického ústavu ČSAV si vyžádala realizaci září sení pro stanovení specifické aktivity tritia v povrchových i podzemních vodách. V letech 1971 - 73 bylo v HOÚ ČSAV navrženo a postaveno 2aŕízení a vypracován postup pro rutinní měření specifické aktivity tritia ve vzorcích vod v intervalu jednotek až stovek TU. (1 TU = 7,19 rozpadu za min. v i l vody). Jsou popsány jednotlivé části zařízení: elektrolytická baterie pro isotopické obohacování tritia ve vodě, vakuová aparatura pro přípravu plynové náplně pro proporcionální počítač ze vzorku vody, velkoobjemový proporcionální počítač vyznačující se nízkým pozadím, s vnitřním plněním a mesonovou ochranou ve stínícím krytu a elektronická vyhodnocovací aparatura sestavené zásadně z prvků napájených z baterie za účelem eliminace možných signálů z rozvodné elektrické sítě.
x
nyní Ústav hygieny záření, Praha
Š1LAH,J. Katedra lékařské fyziky a nukleární medicíny Lékařské fakulty hygienické UK, Praha STABILITA bCINTILAČNÍCH DSTEKTCRÔ PSi ZTÍŽäNÍCH PODMÍNKÁCH
PJÍACOVNÍCH
Jsou shrnuty výsledky měření stability scintilačních detektorů v závislosti na a) ustalovacích podmínkách fotonásobiče b) době provozu c) proudovém zatížení fotonásobiče a d) změně pracovní teploty. Na základě studia odborné literatury a vlastních měření na tuzemských výrobcích je diskutován vliv uvedených faktorů na změnu výsky signálních impulsů a na četnost signálních impulsů měřených ve fotopíku a plošine scintilačních radiometrů. Jsou uvedeny závěry o teplotní závislosti výsledných parametrů nejčastěji používaných kombinací scintilátorů a fotonásobičů a o možnostech snížení vlivu teploty na výšku signálních impulsů.
14 SLEZÁK,V. Tesla, Výzkumný ústav přístrojů jaderné techniky, Premyslení Ř2N06NŽ: iiADICNUKLIDOVá PilíiTHOJS Je uveden přehled a princip řešení několika přenosných přístrojů z Tesly VÚPJT Přemyšlení. Budou diskutovány vlastnosti "Tlouštkoměru RZT 101" určeného na príklad ke kontrole stavu opotrebení ocelového potrubí v průmyslu. Dále je uvedeno několik typů přenosných souprav pro měření objemové vlhkosti a hmotnosti, Dalším přístrojem je "Přenosný spektrometr NZG 201" vhodný pro vyhodnocení libovolného typu radioaktivního zářeni podle volby detekční jednotky.
15
8ANDA,Z. Radiochemická laboratoř, Ústav nerostných surovin, Kutná Hora NEUTRONOVÁ A GAMA AKTIVAČNÍ ANALÝZA N3R0STNÍCH MATERIÁLŮ Aktivační analýza jako jedna z metod nachází v současné době široké uplatnění v praxi, mimo jiné též v oboru geologie. Reaktorová neutronová aktivační analýza (NAA) využívající polovodičové gama spektrometrie má ze všech aktivačních metodik nejširší analytické možnosti a nejvyšší citlivost. V závislosti na povaze analyzovaného materiálu je nedestruktivně možno stanovit až 40 prvků, jejichž obsahy jsou někdy až v oblasti ppb (10 %). 3 použitím radiochemických separačních postupů je možno citlivost dále až o několik řádů zvýšit, a tak rovněž rozšířit i paletu stanovitelných prvků (kromě nejlehších a několika dalších prvků je možno prakticky stanovit veškeré prvky). Tento způsob však pro rutinní praxi není tak vhodný jako způsob instrumentální. Spitermální aktivací s použitím speciálních ozaŕovacích pouzder s Cd event. B-Cd filtry je možno potlačit vliv limitují56 ?A 4? 51 46 140 cích makroaktivit ^°Mn, ^ N a , * % ? x Cr, * 3c, x ^ L a a dalších, jež vznikají z terčových jader řídících se převážně l/v zákonem. Tím je umožněno nebo zvýhodněno nedestruktivní stanovení prvků jako As, oe, Br, iíb, 3r, Mo, fíh, Sb, Ba, Sm, Tb, Ta, W, Au, Th, U, Ni aj. IGAA nedosahuje sice takové citlivosti a šíře stanovitelných prvků jako NAA, avšak umožňuje stanovení řady prvků (C, N, 0, P, Mg, Ti, dr, Zr, Nb, Jn, Pb aj.), jejichž stanovení NAA je málo citlivé anebo není umožněno vůbec. Výhodou je možnost nedestruktivně analyzovat větší navážky (až stovky gramů), jež zaručují dostatečnou reprezentativnost vzorků. V ČSoR jako ozařo•ací zdroje pro GAA jsou zatím k dispozici jen betatrony, použitím intenzivnějších (mikrotron, příp. LINAC) je možno citlivost GAA zvýšit o několik řádů.
KUNCÍ3.J. Ústav nerostných surovin, Kutná Hora
16
RADIONUKLIDOVÁ RENTGSNFLUORSdCENČNÍ ANALÝZA NE^OoTHÍCli UAT2R1ÁLÚ Principy radionuklidové rentgenfluorescenčnl metody s diferenčními filtry a s polovodičovým Rtg spektrometrem, přehled dostupných přístrojů, možnosti uplatnění přenosných analyzátorů a polykomponentnich RRF analyzátorů při analýze nerostných materiálů. Zkušenosti s aplikací AdF metody pro analýzu 3n-W rud, koncentrátů těžkých minerálů aj., otázky kalibrace analyzátoru pro jednokomponentní analysu a způsoby automatizované interpretace polykomponentních analýz zahrnující opravu na složení matrice.
1 7
KAČENA,V, - BARCALOVA,L. Hornický ústav čoAV, Praha PŘÍPRAVA A VYVAŽOVÁNÍ R03SIH0 DIFERENČNÍCH FILTRÔ V práci je popsána metoda prípravy Rossiho diferenčních filtrů Ni/ Co, Mn / Cr pro rentgenfluorescenční analýzu. K príprave bylo použito kysličníku príslušného kovu a jako pojidlo byl použit EPOXY - CHS 1200. Filtry vhodné tlouštky (~0,p mm) byly odříznuty z odlitku na stroji Minosecar (NDR) s diamantovým kotoučem. Vyvažování bylo prováděno obrusovaním brusným práškem Karborundum zrnitost 300. otupen vyvážení byl kontrolován měřením diferenčních spekter prvků, jejichž vliv má být použitím Rossiho filtrů eliminován. V naší práci jsou diskutovány možné komplikace a příčiny nedokonalého vyvážení filtrů.
'
4
KVITiCKjJ. - HNATOWICZ.V. Ústav jaderné fyziky Č3A\ , íež u Prahy NEDESTRUKTIVNÍ STANOVENÍ MALÝCH MNOŽSTVÍ B A LI METODOU (N,ALFA) REAKCE Je popsána metoda nedestruktivního stanovení malých množství boru a lithia pomocí jaderných reakcí typu 6
10
Li + n -- - > 3 H +
B
+
4
He
n
Metoda dovoluje v případě boru stanovit s dostatečnou 12 2 přesností minimální množství asi 10 atomů boru/cm • Popisovaná metoda umožňuje také zjišťovat povrchové rozložení příměsí boru a lithia na vzorku.
BOáAK,J. Závod automatizace a mechanizace - CR* OKD, Ostrava
19
APLIKACE RADIGNUKLIDGVYCH ZArilZiSNI V PODMÍNKÁCH 03TRAVSK0ICARVINoKŽHO REVÍRU Přednáška je průřezem 8-mi let aplikační činnosti RNZ v CKu, kterou zajištuje na důlních i povrchových pracovištích "Závod automatizace a mechanizace GŘ OKD", Všímá si otázek návaznosti RNZ na postupující trond nové techniky v oblasti mechanizace a automatizace hornických procesů na dolech OKR, zejména na úseku horizontální a vertikální dopravy. Dále se zabývá otázkami organizace aplikační činnosti cd projekce pres montáž a servisní službu včetně zkušenosti s agendou schvalovacích řízení hygienickým orgánem. Závěrem je výhled činnosti pro příští léta.
KUBÍČZK.P. - kRÁ'Z3K,L. - JlRK0VáKÍ,A. Vysoká škola báňská, Hutnická fakulta, Ostrava NŽKTEiíá MäTCJDÍ A NÁVRHÍ A ÚPKAVNIOTVÍ
ÍÍADICMSTRICKÍCH
20
ČIDEL PRO HORNICTVÍ
V prvé části práce je popsána kombinovaná absorpčně rozptylová metoda pro určování merné hmotnosti materiálu pohybujícího se na dopravníku za predpokladu, že výška vrstvy se nahodile mění. Metoda byla ověřena pri rozlišování kusového uhlí a hlušiny, kdy výška kusů se měnila od 8 do 33 cm a rychlost pohybu materiálu byla 30 cm/s. Jako zářiče bylo použito Gs (140 mCi). Velmi vhodné je použití této metody i pro analýzu sypkého materiálu zvlášté v případech, kdy změna merné hmotnosti je doprovázena změnou chemického složení. V druhé části práce je návrh radiometrického čidla pro sledování a řízení rychlosti vynášení rozdružováného materiálu v sazečkách. Využívá se absorpční metody a zdroje záření gama, který se pohybuje v mnohoštěrbinovém kolimátoru.
