基于Geant4的铀裂变瞬发中子测井铀定量及修正方法

摘要

为提高中子测井数据利用效率，降低中子管使用成本，利用Geant4模拟不同铀元素质量分数的Nu系列砂岩型铀矿模型井，钻孔直径90 mm，探测器居中测量，获取长源距和短源距的超热中子时间谱与热中子时间谱，利用超热中子与热中子比值计算铀元素质量分数，再拟合的中子平均消逝时间对测井结果进行中子时间谱修正。结果表明：长源距与短源距中子探测器所得超热中子时间谱图整体趋势为先上升后下降的指数变化，热中子时间谱图为指数衰减趋势，在对数坐标轴下呈现为直线，符合地层中子衰减规律；3种标准模型井初始时铀元素质量分数（0.01%）分别为2.81、6.85和9.83的标准井初始模拟铀元素质量分数（0.01%）分别为2.833、6.941和9.759，相对误差分别为0.818%、1.328%和0.722%；超热中子时间谱负指数拟合R²最低为0.9907，热中子时间谱负指数拟合R²最低为0.9173，拟合结果良好；经过中子时间谱修正之后模拟铀元素质量分数（0.01%）分别为2.832、6.939和9.760，相对误差分别降低为0.813%、1.295%和0.712%。时间谱修正能提高铀裂变瞬发中子测井数据的准确性，该方法可进一步用于铀裂变瞬发中子测井系统。

关键词

铀裂变瞬发中子测井 / 铀定量 / Geant4 / 超热中子 / 热中子

基金资助

国家自然科学基金（12275050）; 铀裂变瞬发中子与中子寿命同步测井技术研究; 江西省高层次高技能领军人才培养工程项目资助（赣财社指[2023]37号）