一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法

2023-04-29 08:01:31 1

一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法
【專利摘要】本發明屬於鈾礦勘查領域，具體公開一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法：構建大氣氡影響修正模型；定點測量獲得鈾含量、氡濃度；將定點測量數據轉化得到新鈾含量數據；將新鈾含量和氡濃度數據列組合，形成包含時間、氡濃度、鈾含量三列數據的EXCEL文件；將文件中數據線性擬合，確定修正係數k；移動式連續點測量，獲得連續測量時間、氡濃度，並將上述數據輸出，保存為EXCEL文件格式；將車載伽瑪能譜測量數據輸出，保存為EXCEL文件格式，選取連續測量時間、經緯度、鈾含量數據組成新文件，保存為EXCEL文件格式；獲得大氣氡影響部分CURn；獲得大氣氡影響修正後數據。該方法能夠有效地修正車載伽瑪能譜數據中大氣氡影響。
【專利說明】一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於鈾礦勘查中車載伽瑪能譜勘查【技術領域】，具體涉及一種車載伽瑪能譜 大氣氡影響修正方法。

【背景技術】
[0002] 隨著我國大營鈾礦的發現，尋找砂巖型鈾礦再度成為鈾礦勘查的熱點，而砂巖型 鈾礦大多是盲礦，地表信息較弱，所以找礦難度較大，採用鑽探方法是最直接的方法，但是 大量的鑽探帶來的巨大的成本和浪費，既不經濟也沒必要。目前，伽瑪能譜勘查仍是比較 經濟、有效的方法，如航空伽瑪能譜，車載伽瑪能譜、地面伽瑪能譜。車載伽瑪能譜測量是鈾 礦勘查中的一種重要的方法，是地表近距離（距離地面約lm)移動式測量方法，適合於地 勢較平緩的草原、戈壁地區的勘查工作。目前該方法所使用的儀器的探頭還是採用大體積 Nal (TL)晶體，相對於航空伽瑪能譜測量，該方法具有勘查成本低、精度高等特點。在我國的 邊境地段受航空管制，不能開展航測，車載伽瑪能譜測量發揮了重要作用，但是該方法在測 量過程中仍然受大氣氡的影響，且大氣中的氡及其子體，隨大氣壓、溫度、溼度、風向等的不 同而有較明顯的變化，其子體 214Bi和214Pb，是鈾系主要的伽瑪輻射體，其變化對伽瑪能譜測 量產生一定的影響。所以在計算所測鈾含量時，對於大氣氡的影響，需要進行修正。對於航 空伽瑪能譜測量，大氣氡影響相對更大，已經引起各國業界的重視，並採用了一些有效的修 正方法，如向上探頭法、譜線比法，等等。對於車載伽瑪能譜測量，其相應的大氣氡影響的修 正方法還未見報導。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的提供一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，該方法能夠有效地修 正車載伽瑪能譜數據中大氣氡影響。
[0004] 實現本發明目的的技術方案：一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，該方法包 括以下步驟：
[0005] 步驟⑴：構建大氣氡影響修正模型；
[0006] 步驟（2):定點測量，獲得車載伽瑪能譜鈾含量數據、大氣氡濃度數據及時間數 據；
[0007] 步驟（3):將步驟（2)中車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的定點 測量數據進行轉化，統一兩臺儀器的測量時間，得到新的車載伽瑪能譜鈾含量數據；
[0008] 步驟（4):將步驟（3)中得到的新的載伽瑪能譜鈾含量數據列和步驟（2)中得到 的大氣氡濃度數據列組合，形成包含時間、氡濃度、鈾含量三列數據的EXCEL文件；
[0009] 步驟（5):將步驟（4)中得到的Excel文件中的數據進行線性擬合，確定大氣氡影 響的修正係數k ;
[0010] 步驟（6):移動式連續點測量，獲得連續測量的時間、大氣氡濃度數據；
[0011] 步驟（7):將步驟（6)中可攜式連續自動α測氡儀器得到的連續測量的時間和大 氣氡濃度數據輸出，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為RnOl ;並將步驟￠)中車載伽瑪 能譜測量數據輸出，保存為EXCEL文件格式，然後選取連續測量的時間、經緯度、鈾含量4列 數據組成新的文件，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為U01 ;
[0012] 步驟（8):根據步驟（5)中擬合所得的k值和步驟（7)中得到的大氣氡濃度值，獲 得車載伽瑪能譜測量中大氣氡影響的部分cu Kn;
[0013] 步驟（9):獲得大氣氡影響修正後數據。
[0014] 所述的步驟（1)中大氣氡影響修正模型由汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續 自動α測氡儀器組成，該步驟具體包括以下步驟：
[0015] (1. 1)校準車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續α自動測氡儀器的時鐘，使兩臺儀器 時間與標準時間一致，並設置兩臺儀器的測量時間；
[0016] (1. 2)對汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動測氡儀器進行標定。
[0017] 所述的步驟（1. 1)中將車載伽瑪能譜儀器的測量時間設置為5S，即儀器5S記錄一 次，連續自動α測氡儀器的測量時間設置為30分，即儀器30min記錄一次。
[0018] 所述的步驟（2)中的定點測量是在汽車停止的狀態下測量，且每次測量汽車停在 同一位置，測量時，車載伽瑪能譜儀器和可攜式連續自動α測氡儀器同時測量，即兩臺儀 器同時開始測量、同時停止測量。
[0019] 所述的步驟（2)中每次定點測量時間區段選擇12h或以上，選擇大氣氡變化大的 時間段，測量至少3次以上。
[0020] 所述的步驟（3)中根據車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的記錄時 間，將車載伽瑪能譜儀器每5S記錄的鈾含量轉化為按每30min記錄的鈾含量，使得兩臺儀 器記錄時間一致，從而得到新的車載伽瑪能譜鈾含量數據。
[0021] 所述的步驟（5)中採用公式CuikC^+b，進行線性擬合，確定大氣氡影響的修正系 數k。
[0022] 所述的步驟（6)中汽車行駛速度控制在10km/h以內，線距200m?500m，車載伽瑪 能譜儀器測量時間為5S，可攜式連續α自動測氡儀器測量時間為30min。
[0023] 所述的步驟（8)中將步驟（5)擬合所得的k值和步驟（7)中可攜式連續自動α 測氡儀器隨車測量的大氣氡濃度值代入函數CUm = kCKn中CKn，獲得車載伽瑪能譜測量中大 氣氡影響的部分CUKn。
[0024] 所述的步驟（9)中將步驟（6)車載伽瑪能譜實測鈾含量數據減去步驟（8)中計算 獲得的C"所得為大氣氡影響修正後數據。
[0025] 本發明的有益效果是：本發明提供的大氣氡影響修正方法，採用連續測氡方法識 別車載伽瑪能譜測量中大氣氡所影響的部分，通過實驗數據進行線性擬合，能很好地識別 車載伽瑪能譜測量數據大氣氡影響部分。根據擬合函數，對實測數據大氣氡對鈾含量影響 部分進行分離，能夠有效地修正數據中大氣氡影響，極大地提高了大氣氡數據的質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為採用本發明提供的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法定點測量的車 載伽瑪能譜鈾含量與α連續測氡濃度對比圖；
[0027] 圖2為定點實測鈾含量與氡濃度交匯擬合圖；
[0028] 圖3為實測車載伽瑪能譜原始鈾含量和採用本發明的方法進行大氣氡修正後的 鈾含量曲線圖。

【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0030] 本發明提供的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，包括如下步驟：
[0031] 步驟⑴：構建大氣氡影響修正模型
[0032] 大氣氡影響修正模型由汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器組 成。
[0033] 汽車採用現有技術中越野性能好且無放射性汙染的汽車。車載伽瑪能譜儀器要求 該儀器的閃爍探測晶體（晶體材料為摻鉈的碘化鈉）體積至少為8L，具有GPS定位系統，有 顯示測點軌跡、鈾、釷、鉀含量和總道計數率曲線的顯示器，可記錄、存儲和輸出測點經緯度 坐標、測點記錄時間、測量時間、以及鈾、釷、鉀含量和總道計數率等數據。可攜式連續自動 α測氡儀器要求儀器的靈敏度大於0. 007CpmABq/m3)，能自動連續記錄、存儲、傳輸數據， 自動均勻抽氣、排氣。
[0034] (1. 1)校準車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續α自動測氡儀器的時鐘，使兩臺儀器 時間與標準時間一致，並設置兩臺儀器的測量時間
[0035] 將車載伽瑪能譜儀器的測量時間設置為5S，即儀器5S記錄一次，連續自動α測氡 儀器的測量時間設置為30分，即儀器30min記錄一次。
[0036] (1. 2)對汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動測氡儀器進行標定
[0037] 將車載伽瑪能譜儀器放置在車箱內固定，對汽車和車載伽瑪能譜儀器組成的測量 系統進行標定，將可攜式α測氡儀器放置在車箱內固定，並將可攜式測氡儀器的抽氣管放 在車載伽瑪能譜儀器探頭晶體上方的位置固定。
[0038] 步驟（2):定點測量，獲得車載伽瑪能譜鈾含量數據、大氣氡濃度數據及時間數 據。
[0039] 定點測量是在汽車停止的狀態下測量，且每次測量汽車停在同一位置，具體位置 可根據工作方便選擇，只要不幹擾測量即可。測量時，車載伽瑪能譜儀器和可攜式連續自動 α測氡儀器同時測量，即兩臺儀器同時開始測量、同時停止測量。且保持汽車內外空氣流 通。每次測量時間區段選擇12h或以上，選擇大氣氡變化大的時間段，如：第一天的17:00 至第二天8:00,測量至少3次以上。
[0040] 通過定點測量，車載伽瑪能譜儀器測量得到車載伽瑪能譜鈾含量數據，可攜式連 續自動α測量得到大氣氡濃度數據，及獲得車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α的測量 時間數據。
[0041] 步驟（3):將步驟（2)中車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的定點 測量數據進行轉化，統一兩臺儀器的測量時間，得到新的車載伽瑪能譜鈾含量數據
[0042] 根據車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的記錄時間，將車載伽瑪能 譜儀器每5S記錄的鈾含量轉化為按每30min記錄的鈾含量，使得兩臺儀器記錄時間一致。 因為兩臺儀器同時開始測量，可攜式連續自動α測氡儀器每30min記錄一次，車載伽瑪能 譜儀器每5S記錄一次，即在可攜式連續自動α測氡儀器記錄一個氡濃度的30min內，車載 伽瑪能譜儀器記錄360個鈾含量。將車載伽瑪能譜儀器這30min內360個鈾含量取平均值， 所得的鈾含量平均值即為車載伽瑪能譜儀器按測量時間為30min的讀數。按這種方法，將 車載伽瑪能譜每5S記錄的鈾含量轉化為每30min記錄的鈾含量。這樣，車載伽瑪能譜測量 記錄時間與可攜式連續自動α測氡儀器記錄時間一致。
[0043] 步驟（4):將步驟（3)中得到的新的載伽瑪能譜鈾含量數據列和步驟（2)中得到 的大氣氡濃度數據列組合，形成包含時間、氡濃度、鈾含量三列數據的EXCEL文件。
[0044] 步驟（5):將步驟（4)中得到的Excel文件中的數據進行線性擬合，確定大氣氡影 響的修正係數k :
[0045] Q = kCEn+b (1)
[0046] 公式（1)中，C"表示鈾含量，通過步驟（1)所建大氣氡影響修正模型車載伽瑪能譜 儀定點測量得到；C Kn表示大氣氡濃度，通過步驟（1)所建大氣氡影響修正模型α連續測氡 儀定點測量得到；k為大氣氡影響的修正係數，反映大氣氡濃度與其對鈾含量貢獻的關係， 由數據擬合確定；b反映定點測量地點巖石、土壤鈾含量背景值，由數據擬合確定。
[0047] 線性擬合是對同一地點，定點測量的大氣氡濃度（單位：Bq/m3)數據和車載伽瑪 能譜鈾含量（X 10-6)數據組成的兩個系列的一組數據，採用最小二乘法進行擬合。
[0048] 步驟（6):移動式連續點測量，獲得連續測量的時間、大氣氡濃度數據
[0049] 選取目標測區，採用步驟（1)構建的大氣氡影響修正模型，開展車載伽瑪能譜測 量，本次測量方式為移動式連續點測量，汽車行駛速度控制在l〇km/h以內，線距200m? 500m，兩儀器每個點的測量時間與定點測量每個點測量時間一致，即車載伽瑪能譜儀器測 量時間為5S，測氡儀器測量時間為30min。如步驟（2) -樣，測量時，保持車內外空氣流通， 兩臺儀器儘量開始測量時間一致，停止測量時間也一致。車載伽瑪能譜儀器測量得到所有 測點的經緯度（或公裡網）坐標，記錄時間，鈾、釷、鉀含量和總道計數率數據，可攜式連續 自動α測氡儀器測量得到連續測量的時間、大氣氡濃度數據。
[0050] 本步驟中，測量的鈾含量包含地表土壤、巖石的鈾含量和大氣氡對鈾含量的貢獻 值。除天氣驟變外，一般在短時間內大氣氡濃度變化很小，可視30分鐘內大氣氡為定值，即 為可攜式連續自動α測氡儀器的測量值。
[0051] 步驟（7):將步驟（6)中可攜式連續自動α測氡儀器得到的連續測量的時間和大 氣氡濃度數據輸出，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為RnOl。並將步驟（6)中車載伽瑪 能譜測量數據輸出，保存為EXCEL文件格式，然後選取連續測量的時間、經緯度（或公裡網 坐標）、鈾含量4列數據組成新的文件，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為U01。
[0052] 步驟⑶：根據步驟（5)中擬合所得的k值和步驟（7)中得到的大氣氡濃度值，獲 得車載伽瑪能譜測量中大氣氡影響的部分CU Kn
[0053] 將步驟（5)擬合所得的k值和步驟（7)中可攜式連續自動α測氡儀器隨車測量 的大氣氡濃度值代入函數CUm = kCb中，計算獲得車載伽瑪能譜測量中大氣氡影響的部 分CUKn，形成大氣氡對鈾含量的貢獻CUKn序列。
[0054] 本步驟中，計算獲得大氣氡對鈾含量的貢獻CUm辦法，可利用EXCEL軟體打開RnOl 文件，直接對氡濃度序列乘以k值形成新的序列，即為CUKn序列，將記錄時間和CUKn序列組 合成新文件，另存為Rn〇2文件，保存文件格式為EXCEL。
[0055] 步驟（9):獲得大氣氡影響修正後數據
[0056] 將步驟（6)車載伽瑪能譜實測鈾含量數據減去步驟⑶中計算獲得的CUKn所得為 大氣氡影響修正後數據。本步驟的具體方法為：定義步驟（7)文件CU01中各測點的時間 序列、經緯度序列、鈾含量序列為矩陣行列M，定義步驟（8)文件Rn02中，各測點的時間序 列、氡對鈾含量的貢獻(^^序列為矩陣行列N，取矩陣Μ中鈾含量列（1-360)行，分別減去 矩陣Ν中CU Kn列第1行，依次類推，取矩陣Μ中鈾含量列[((k-1) X 360+1)?（kX 360) ] (k =1，2, 3, 4…），分別減去矩陣N中CUKn列第k行，直至矩陣Μ中鈾含量列最後一行止。修 正後的鈾含量列的行數與Μ矩陣中鈾含量列的行數相同，將矩陣Μ中的時間序列、經緯度坐 標序列、修正後的鈾含量序列三列組成新的矩陣，將該矩陣保存為新文件，即完成了車載伽 瑪能譜大氣氡影響修正。
[0057] 如圖1、2、3所示，本發明實施例由三菱越野汽車、GR-660型車載伽瑪能譜儀器、 FD-216型可攜式連續自動測氡儀器（靈敏度好於0.03cpni/(Bq/m3))組成大氣氡影響修正 模型。於2013年10月10日至2013年10月15日，在蘇尼特右旗額仁淖爾蘇木政府大樓 前廣場固定一個地點開展定點測量，將該固定點車載伽瑪能譜儀器每5S記錄的鈾含量轉 化為按每30min記錄的鈾含量，以轉化的每30min記錄的鈾含量和大氣氡濃度為縱坐標軸， 以測量記錄時間為橫坐標軸成圖（如附圖1)，通過兩曲線比對，總體曲線形態一致。
[0058] 將轉化的每30min記錄的鈾含量和大氣氡濃度進行擬合，獲得擬合函數心= 0. 0195(^+1. 9322 (C"表示固定點車載伽瑪能譜測量鈾含量，表示固定點測氡儀測量的大 氣氡濃度），擬合直線如附圖2。
[0059] 由擬合函數，獲得大氣氡影響修正公式為CI = 0. 0195QJCI為大氣氡對車載 伽瑪能譜鈾含量貢獻部分，為大氣氡濃度）。選擇二連盆地努和廷砂巖型鈾礦區為目標 測區，測量時車速保持在5km/h。按具體實施步驟（9)進行大氣氡影響修正。車載伽瑪能譜 鈾含量及經過大氣氡修正後的鈾含量曲線如圖3。
[0060] 上面結合實施例子對本發明作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施例，在 本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種 變化。本發明中未作詳細描述的內容均可以採用現有技術。
【權利要求】
1. 一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：該方法包括以下步驟： 步驟（1):構建大氣氡影響修正模型； 步驟（2):定點測量，獲得車載伽瑪能譜鈾含量數據、大氣氡濃度數據及時間數據； 步驟（3):將步驟（2)中車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的定點測量 數據進行轉化，統一兩臺儀器的測量時間，得到新的車載伽瑪能譜鈾含量數據； 步驟（4):將步驟（3)中得到的新的載伽瑪能譜鈾含量數據列和步驟（2)中得到的大 氣氡濃度數據列組合，形成包含時間、氡濃度、鈾含量三列數據的EXCEL文件； 步驟（5):將步驟（4)中得到的Excel文件中的數據進行線性擬合，確定大氣氡影響的 修正係數k ; 步驟￠):移動式連續點測量，獲得連續測量的時間、大氣氡濃度數據； 步驟（7):將步驟（6)中可攜式連續自動α測氡儀器得到的連續測量的時間和大氣氡 濃度數據輸出，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為RnOl ;並將步驟（6)中車載伽瑪能譜 測量數據輸出，保存為EXCEL文件格式，然後選取連續測量的時間、經緯度、鈾含量4列數據 組成新的文件，保存為EXCEL文件格式，定義文件名為U01 ; 步驟⑶：根據步驟（5)中擬合所得的k值和步驟（7)中得到的大氣氡濃度值，獲得車 載伽瑪能譜測量中大氣氡影響的部分CUKn ; 步驟（9):獲得大氣氡影響修正後數據。
2. 根據權利要求1所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（1)中大氣氡影響修正模型由汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀 器組成，該步驟具體包括以下步驟： (1. 1)校準車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續α自動測氡儀器的時鐘，使兩臺儀器時間 與標準時間一致，並設置兩臺儀器的測量時間； (1. 2)對汽車、車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動測氡儀器進行標定。
3. 根據權利要求2所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（1.1)中將車載伽瑪能譜儀器的測量時間設置為5S，即儀器5S記錄一次，連續自動 α測氡儀器的測量時間設置為30分，即儀器30min記錄一次。
4. 根據權利要求3所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（2)中的定點測量是在汽車停止的狀態下測量，且每次測量汽車停在同一位置，測 量時，車載伽瑪能譜儀器和可攜式連續自動α測氡儀器同時測量，即兩臺儀器同時開始測 量、同時停止測量。
5. 根據權利要求4所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（2)中每次定點測量時間區段選擇12h或以上，選擇大氣氡變化大的時間段，測量至 少3次以上。
6. 根據權利要求5所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（3)中根據車載伽瑪能譜儀器、可攜式連續自動α測氡儀器的記錄時間，將車載伽 瑪能譜儀器每5S記錄的鈾含量轉化為按每30min記錄的鈾含量，使得兩臺儀器記錄時間一 致，從而得到新的車載伽瑪能譜鈾含量數據。
7. 根據權利要求6所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（5)中採用公式CuikC^+b，進行線性擬合，確定大氣氡影響的修正係數k。
8. 根據權利要求7所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（6)中汽車行駛速度控制在10km/h以內，線距200m?500m，車載伽瑪能譜儀器測量 時間為5S，可攜式連續α自動測氡儀器測量時間為30min。
9. 根據權利要求8所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（8)中將步驟（5)擬合所得的k值和步驟（7)中可攜式連續自動α測氡儀器隨車 測量的大氣氡濃度值代入函數CUm = kCb中，獲得車載伽瑪能譜測量中大氣氡影響的部 分⑶κη。
10. 根據權利要求9所述的一種車載伽瑪能譜大氣氡影響修正方法，其特徵在於：所述 的步驟（9)中將步驟（6)車載伽瑪能譜實測鈾含量數據減去步驟（8)中計算獲得的(："所 得為大氣氡影響修正後數據。
【文檔編號】G01N23/00GK104062307SQ201410309737
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】李必紅, 陸士立, 韓紹陽 申請人:核工業北京地質研究院