Escuela Politcnica Nacional.Registros de Pozos.Grupo Los Explotadores

REGISTROS DE POZOSPROPIEDADES RADIOACTIVAS DE LAS ROCAS

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FECHA:Quito, 02 de Febrero de 2013

NOMBRE DEL GRUPO:LOS EXPLOTADORES

NOMBRE DEL GRUPO:LOS EXPLOTADORESINTEGRANTESEXPOSICIN PREGUNTASDIAPOSITIVAS TOTAL

Grace Sevillano

Ricardo Morales

Edmundo Cruz

PRESENTACIN

CONTENIDO

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ContenidoINTRODUCCIN 51. tomo 61.1. Estructura del tomo 61.1.1. Corteza 61.1.2. Ncleo 61.2. Nucledos 72. Estados de Energa y Radioactividad 72.1. Estados de Energa 72.1.1. Estado Fundamental 72.1.2. Estado excitado 82.1.3. Emisin Espontnea 8 2.2. Radioactividad 92.3. Tipos de Radiacin Natural 92.3.1. Partculas Alfa 102.3.2. Partculas Beta 112.3.3. Rayos Gamma 112.4. Coeficiente de Desintegracin Radiactiva 132.4.1. Deduccin del Coeficiente de Desintegracin Radioactiva 133. Rayo gamma natural y rayo gamma logging 143.1. Interacciones de rayos gamma 183.1.1. Efecto fotoelctrico 193.1.2. Compton Scatering. 203.1.3. Pair production 213.2. Absorcin de los rayos gamma 213.2.1. Absorcin seccin cruzada 213.2.2. Coeficiente de absorcin 223.2.3. La ley de la absorcin del fotn 223.2.4. Registros de los rayos gamma absorcin 234. El neutrn 244.1. Interacciones de neutrones 254.1.1. Dispersin inelstica 254.1.2. Dispersin elstica 264.1.3. Captura y activacin radioactiva 274.2. Difusin de neutrones 284.3. Mtodos de registros de neutrones 295. CONCLUSIONES 296. Bibliografa 30

INTRODUCCINDesde su inicio la Geofsica ha contribuido en la bsqueda de yacimientos con la utilizacin de diferentes mtodos que gracias a los avances tecnolgicos se han perfeccionado con el nico fin de mejorar el desarrollo y bienestar de la humanidad.Pero cabe recalcar que uno de los mtodos geofsicos es la prospeccin radioactiva, que mide la radioactividad de los minerales, contribuye a la determinacin de la edad de las rocas a travs de las trazas de elementos radiactivos (carbono 14, uranio y torio) que se encuentran en ellas y tambin para obtener diagrama de pozos petrolferos, estos mtodos pueden usarse tambin en cartografa geolgica, con tal que las diferentes rocas y estratos tengan radioactividad diferente.La radioactividad es la desintegracin de un ncleo atmico por emisin de energa y de partculas materiales, dicho proceso que tiene lugar en algunas sustancias radiactivas naturales. Para ello es necesario empezar conociendo la unidad bsica y elemental de la materia, pues all suceden todas estas interacciones, hablaremos de los tomos.

PROPIEDADES RADIOACTIVAS DE LAS ROCAS1. tomoEs la unidad ms pequea de materia, de un elemento qumico que puede existir solo o en conjunto con otros tomos.1.1. Estructura del tomo1.1.1. CortezaEs la parte externa del tomo aqu se localizan los electrones que poseen una carga elctrica negativa de 1,60219.10-19 C y con 9,1085.10-31 kg de masa.1.1.2. NcleoEs la parte central o interna del tomo, se encuentran los protones y neutrones. Protones.Son partculas con carga elctrica positiva con una masa de 1,67.10-27 kg, 1836 veces la masa del electrn. Todos los tomos de un elemento qumico poseen el mismo nmero de protones, este nmero es: nmero atmico y se representa por la letra: Z. Neutrones.Los neutrones tienen una masa de 1,69.10-27 kg que es 1838 veces la masa del electrn, pero no poseen carga elctrica.La suma de protones y neutrones del ncleo se denomina: nmero msico y se representa por la letra: A.Usualmente un ncleo se describe por:

Donde:X: smbolo del elemento qumicoZ: nmero atmicoA: nmero msico1.2. NucledosCorresponden a cada combinacin de protones y neutrones, nucledos con el mismo nmero atmico, pero diferente masa atmica (distinto nmero de neutrones) son llamados istopos del mismo elemento, como por ejemplo, los istopos naturales del hidrgeno:Protio: 1H1 (99,9844%)Deuterio: 1H2 (0.0156%)Tritio: 1H3 (existe en mnima proporcin)

El nmero de istopos de un elemento y sus porcentajes en la naturaleza son diferentes para cada elemento, el uranio tiene dos istopos naturales: y con una abundancia natural de 0.7% y 99.3%, respectivamente.2. Estados de Energa y RadioactividadLas fuerzas de enlace que unen los nucleones son generadas por el mesn de partculas que son estructuras complejas inestables que pueden ser cargadas positivamente, negativamente o no tener carga elctrica.Los sistemas de enlace de los nucleones son establecidos por un estado de energa.2.1. Estados de Energa2.1.1. Estado FundamentalSe conoce como estado fundamental cuando, un ncleo estable existe a su nivel ms bajo de energa, la energa del estado fundamental es conocida como energa del punto cero.

2.1.2. Estado excitadoEs un estado en el cul su energa es mayor que la energa fundamental.

2.1.3. Emisin EspontneaEs un proceso en el cual un tomo o un ncleo en un estado excitado, pasa a un estado de energa ms bajo, ese paso de un nivel alto de energa a uno ms bajo se denomina decaimiento, y son de dos tipos: Decaimiento Radiactivo:Se caracteriza por la descomposicin espontnea de un ncleo. Decaimiento No Radiactiva: Se da cuando la diferencia de energa entre niveles es muy bajo.Los tipos de decaimientos se observan en base a un fotn, as:

2.2. RadioactividadSe entiende por radiactividad a la desintegracin de un ncleo atmico con emisin de energa y de partculas materiales, proceso que tiene lugar espontneamente en algunas sustancias radiactivas naturales.Un nucledo en un estado excitado es inestable y debe liberar el exceso de energa de modo que pueda alcanzar el estado fundamental. Un nucledo inestable libera energa en forma de radiacin.La desexcitacin de ncleos radioactivos ocurre por liberacin de uno o ms fotones, por emisin de partculas o ambos eventos a la vez. La desexcitacin radioactiva tambin se conoce como decaimiento radioactivo o radioactive decay que es el origen de la radioactividad natural.El electronvoltio es una unidad de energa que toma un electrn cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. 1 eV = 1,60219.10-19 J El electronvoltio mide los niveles de energa de los nucledos.2.3. Tipos de Radiacin NaturalLa radiacin natural proviene de los rayos csmicos, elementos radiactivos naturales presentes en la tierra, y de elementos radiactivos del cuerpo.Rayos CsmicosSobre la tierra inciden constantemente un flujo de partculas nucleares con velocidades cercanas a la de la luz, que se conoce como los rayos csmicos. la atmsfera acta como un escudo lo que reduce considerablemente la cantidad de radiacin que llega a la superficie terrestre. Al interactuar la radiacin csmica con la atmsfera ocurren una serie de reacciones con los elementos presentes en ella, tales como el nitrgeno, oxigeno y el argn. El radioistopo ms importante producto de estas reacciones, es el carbono-14, el cual se incorpora en los seres vivos.Radiacin TerrestreLas rocas y el suelo contienen pequeas cantidades de uranio, torio y los productos de sus desintegraciones. La concentracin de estos elementos varan mucho dependiendo del tipo de roca y suelo. La dosis de radiacin recibidas en el interior de las casas dependen principalmente del contenido radiactivo de los materiales de construccin y de las radiaciones de origen exterior que pasan a travs de sus paredes. En el aire, el principal responsable de la radiactividad natural es el radn-220 y sus hijas.Radiactividad del CuerpoEl cuerpo humano contiene pequeas cantidades de carbono-14 y potasio-40. El carbono-14 produce una dosis aproximada de 10 milisievert por ao y el potasio-40 contribuye con una dosis de 0.2 milisievert por ao.Se distinguen tres tipos de radiaciones, clsicamente desintegradas por las letras griegas alfa, beta y gamma. La prospeccin geofsica de minerales radiactivos est basada en la deteccin de estas radiaciones por medios fsicos. En las investigaciones geofsicas, slo pueden detectarse normalmente los rayos gamma, puesto que las partculas alfa y beta son detenidas fcilmente por la materia.

2.3.1. Partculas Alfa Estas partculas poseen dos protones y dos neutrones (ncleos de helio 2He4), tienen carga elctrica positiva y una masa considerable por lo que se consideran poco penetrantes e interaccionan fuertemente con otras molculas. Son desviadas por campos elctricos y magnticos. CaractersticasUsualmente son emitidas con energas entre 4.105 y 5.105 eV.Son partculas muy pesadas, casi 8000 veces ms que los electrones y 4 veces ms que los protones.Tienen carga positiva (+2) debido a la ausencia de los electrones y son desviadas por campos elctricos y magnticos.Alcanzan una velocidad igual a la veinteava parte de la de la luz (c/20) = 15000 km/s.2.3.2. Partculas Beta Son flujos de electrones resultantes de la desintegracin de los neutrones o protones del ncleo cuando este se encuentra en un estado excitado. Poseen menor masa que las partculas alfa y tienen carga elctrica negativa, son ms penetrantes pero su poder de ionizacin no es tan elevado, esto quiere decir que cuando un tomo expulsa una partcula beta su nmero atmico aumenta o disminuye una unidad (debido al protn ganado o perdido). Son desviados por campos magnticos. Existen tres tipos de radiacin beta:Radiacin Beta- Consiste en la emisin espontnea de electrones por parte de los ncleos. Radiacin Beta+ Cuando un protn del ncleo se desintegra y da lugar a un neutrn, a un positrn y un neutrino. Captura Electrnica Se da en ncleos con exceso de protones, en la cual el ncleo captura un electrn de la corteza que se unir a un protn para dar un neutrn.CaractersticasSu masa en reposo es igual a la masa del protn dividida por 1830 (casi 2000 veces menor). Las partculasbtienen carga negativa (-1) y son desviadas por campos elctricos y magnticos.2.3.3. Rayos Gamma Es un tipo de radiacin electromagntica, debido a las altas energa que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiacin ionizante capaz de penetrar en la materia ms profundamente que la radiacin alfa y beta, no experimentan desviacin frente a los campos elctricos y magnticos.CaractersticasDada su alta energa pueden causar grave dao al ncleo de las clulas.Penetran en la materia profundamente ms que la radiacinalfaobeta.El rango de energa de los rayos gamma est entre 0.01 a 10 MeV, y se producen cuando los ncleos estn en estado excitado y descienden a un nivel de energa ms bajo.

La radiacin electromagntica no es un flujo continuo de energa, es series de energa denominada fotones. Un fotn viaja a la velocidad de la luz y es caracterizado por su energa: E, frecuencia: f, longitud de onda: , su energa es determinada por su frecuencia y dada por la siguiente ecuacin:E = 4,14.10-15 f Donde: E es en eV. f es en Hz Los fotones gamma se originan independientemente o en compaa de los rayos alfa, beta, positrn y captura del electrn. Cuando un ncleo padre emite partculas o , se genera un ncleo hijo de diferente nmero atmico. Si el ncleo hijo es formado en el estado fundamental, el decaimiento o desintegracin se completa con la emisin de la partcula. Si el ncleo hijo es formado en el estado excitado, retorna al estado fundamental por la emisin inmediata de uno o ms fotones gamma.

2.4. Coeficiente de Desintegracin RadiactivaEl proceso de desintegracin radioactiva puede tomar desde una fraccin de segundo a millones de aos. 2.4.1. Deduccin del Coeficiente de Desintegracin Radioactiva Si es la constante de desintegracin de un elemento por unidad de tiempo, la probabilidad de que un ncleo se desintegre en un tiempo dt, es: dt. Si tenemos N ncleos presentes en el tiempo dt, podemos esperar que se desintegren:( dt)N ncleos:

El signo negativo indica que N disminuye con el tiempo, ordenando factores para una posterior integracin tenemos:

Integrando al tiempo 0 donde tenemos No(nmero de ncleos radiactivos presentes al t=0) a un tiempo cualquiera t, tenemos:

Resolviendo:

Para cada sustancia radioactiva hay un intervalo t fijo denominado: tiempo de vida media, durante el cual el nmero de ncleos que haba al comienzo se reduce a la mitad:

Remplazando en (*), tenemos:

Resolviendo:

Obtenemos:

Una unidad comnmente utilizada para nombrar el coeficiente de desintegracin o actividad es el curie, definida como la cantidad de un material que produce 3,7.1010 desintegraciones por segundo. En el sistema internacional el becquerel (Bq) representa la actividad de un radionclido que tiene una transicin nuclear espontnea. Un curie es igual a 3,7.1010 Bq. 3. Rayo gamma natural y rayo gamma logging Objetivos: Discriminar entre reservorio y no-reservorio. Definir volumen de arcilla en el reservorio. Estimar el nivel de lodolitas de la roca reservorio algunos elementos en la naturaleza emiten radiacin. Elementos comunes en la corteza terrestre son potasio (K), torio (Th) y uranio (U). La mayora de las rocas reservorio contienen nada o muy pocas cantidades de estos elementos y por lo tanto tienen un nivel bajo de radiacin de rayos gamma.Otros tipos de rocas (shales) tienen una gran cantidad de tomos de K y Th, resultando en altos niveles de radiacin de rayos gamma.En las rocas sedimentarias, los istopos se localizan fundamentalmente en las arcillas, mientras que las arenas limpias, las calizas y las dolomas poseen poca emisin de rayos gamma. Las rocas gneas, sobre todo el granito y las riolitas, tienen importantes concentraciones de 40K.Los registros de rayos gamma natural se han utilizado en ingeniera como indicadores cualitativos del contenido de arcilla y lutita de las distintas formaciones atravesadas por los sondeos.Desde este punto de vista contribuye una herramienta muy til para correlacionar distintas columnas de sondeos.La herramienta registra los rayos gamma espontneamente emitidos por los tres istopos. El nivel de rayos gamma se registra en unidades API en escala de 0 150 API. La herramienta puede correrse en hueco abierto y en hueco entubado. La respuesta puede ser afectada por el peso y tipo de lodo de perforacin, adems por el tamao del hueco. Cuando las rocas reservorio contienen istopos radiactivos no asociados con arcillas se corre Gamma Ray Espectral, la cual identifica la fuente y mide la contribucin de cada uno de los elementos.

Debido a que las rocas contienen varias cantidades de elementos inestables, exhiben un cierto nivel de radioactividad natural. La mayora de ncleos inestables en la naturaleza son raros. En las rocas sedimentarias de abundancia significante son las de serie de radio de uranio (uranium- radium series), las de torio y las de potasio (40). El elemento radiactivo primario en una roca sedimentaria es el potasio (40), que constituye el 0.0119% de todo el potasio, el potasio (40) decae acorde de dos modos, y la ecuacin: Potasio (40) = K40 =gamma 19K40 20Ca40 + y 19K40 + -1e0 18Ar40 + De los decaimientos, 89% son decaimientos, y 11% son decaimientos de la ecuacin. Los productos hijos de la reaccin son los istopos estables de Ca40 y Ar40. La vida promedio de K40 es 1.31*109 aos. Los Rayos gamma emitidos tienen una energa de 1.46MeV. El U 238 y Th 232 desintegran y se transforman a estable principal 206 y principal 208, respectivamente. Estas transformaciones toman lugar en las series de eventos. Y estn detallados en las tablas:

La mayora de eventos estn acompaados por emisiones de rayos gamma. La siguiente figura muestra los espectros de las emisiones de los rayos gamma, las series de U, y las de Th.

Los elementos radioactivos tienden acumularse en rocas y otros tipos de sedimentos. Qumicamente partculas reactivas en superficies de arcilla absorben minerales radioactivos. Tambin metales pesados selectivamente precipitados. En promedio shales contienen: 3wt% K, 6ppm U y 20ppm Th. Potasio es el mejor contribuidor de radioactividad en shales. Las rocas areniscas y carbonatadas contienen muy pocos minerales radioactivos porque generalmente la qumica ambiental prevalece durante sus depositaciones no es favorable para la acumulacin de minerales radioactivos. Piedras areniscas en promedio contienen 1%K, 6ppm de U, y 20ppm de Th. Carbonatadas en promedio 0.3% K, 2ppm U, 2ppm Th. Los rayos gama log es una medida del total de la intensidad de los rayos gamma en el wellbore. La radiacin gamma dentro del wellbore refleja la actividad de las diferentes formaciones que rodean el pozo. Este log puede ser utilizado para identificar diferentes formaciones y determinar su profundidad y espesor. Esto distingue entre formaciones potenciales que llevan hidrocarburos (arenas, carbonatadas) y shales. Los log permiten estimar el contenido en la shale de la formacin de inters. La roca del inicio puede ser calculado de la siguiente manera:Ish= (log- cs)/( sh- cs) log= respuesta del rayo gamma en la formacin de inters. cs= respuesta del rayo gamma en formacin limpia. sh= respuesta del rayo gamma en la formacin adyacente. Ish= ndice de los arcillocidad de rayos gamma.El contenido de roca es calculado desde este por una de estas ecuaciones empricas: Ecuacin de Stieber:Vsh= Ish/(3-2 *Ish)Ecuacin de clavier Vsh= 1.7- [3.38-(Ish+0.7)2]0.5Determinacin del contenido de roca con el rayo gamma log total asume que todos los minerales radioactivos son asociados con las rocas. Esto podra dar una descuidada interpretacin si es que el radioactivo contamina, tal como un volcn. El agua de formacin disuelve sales, esto tambin pueden causar errores. La medida del nmero de los rayos gamma espectral log y la energa de los espectros, permitira determinar las concentraciones individuales de K40, U, Th. 3.1. Interacciones de rayos gammaComo una propagacin, los fotones gamma que interactan con la materia y prdidas de parte o toda su energa. La interaccin rinde alta energa de electrones como: efectos fotoelctricos, scattering compton, pair production. La probabilidad de que uno de estos elementos ocurra depende del nmero atmico (Z) del elemento involucrado y la energa del fotn incidente (E ).En la figura se puede ver las regiones de dominacin de la interaccin de mecanismos de los rayos gamma como funcin de Z y E .

3.1.1. Efecto fotoelctricoCuando una energa de un fotn gamma baja choca con un tomo este est propenso a transferir toda su energa a un orbital del electrn interno. Parte de la energa del fotn es consumida desde el electrn arrojado hasta el tomo. Esta energa es funcin de Z. En la siguiente tabla se observa valores de la energa requerida para lanzar un electrn desde el K Shell.

Este nivel de energa es referido como la K de absorcin borde, o simplemente la K borde. El resto de la energa del fotn es transferida al electrn, los cuales son llamados fotoelectrones, en la forma de la energa cintica. Los fotoelectrones son eventualmente absorbidos por otros tomos en el medio. Este proceso es el siguiente:

3.1.2. Compton ScateringEl fotn choca con un electrn como si fuera un choque entre dos esferas elsticas. El electrn secundario adquiere slo parte de la energa del fotn y el resto se la lleva otro fotn de menor energa y desviado.

En esta interaccin, parte de la energa es consumida en la expulsin de un electrn desde el exterior de superficie del tomo. La expulsin del electrn es llamada un retroceso o compton electrn. La energa que permanece resulta en la creacin de un nuevo fotn gamma que energa baja. El nuevo fotn tambin se propaga en una direccin diferente a la original, por lo que es llamado un scattered fotn. El retroceso del electrn es eventualmente absorbido por uno de los tomos en el medio. El scattered fotn contina para esparcir fuera de los otros tomos de electrones hasta que su energa alcance el dominio de fotoelctrico y es ltimamente absorbido. Tratando de la interaccin de un foto electrn como la colisin elstica entre dos masas resulta en:

Eo y E = energas del fotn antes y despus del scattering. me = masa del electrn. = ngulo del scattering. Esta ecuacin nos indica que los cambios de la energa del fotn dependen solo de la E0 y el ngulo. Compton scattering es independiente de Z.3.1.3. Pair production Los rayos gama absorbidos por un pair production ocurren en niveles altos de energa de incidencia de fotones. Este tipio de interaccin no envuelve orbitales de electrones. El fotn interacta como un ncleo y crear un par de electrones, uno positivo y otro negativo.

3.2. Absorcin de rayos gamma 3.2.1. Absorcin seccin cruzadaLa probabilidad de que un rayo gamma interacte con un ncleo esta expresada en condiciones de fotn entrante del rea blanco presentada para el fotn entrante. Esta rea de seccin cruzada, es usualmente expresada en barns/electrn dependiendo del blanco. Barn = 10-24 cm2En el volumen de la materia, la reaccin probablemente es designada como la seccin cruzada macroscpica sigma,

Ni= nmero de blancos por unidad de volumen del isimo elemento. [1/cm3]

3.2.2. Coeficiente de absorcinLa probabilidad de que una reaccin de absorcin ocurra dentro de un espesor dado de un material es llamado la absorcin lineal y el coeficiente es expresado por:

N= nmero de tomos o electrones por unidad de volumen; l [cm-1]La absorcin lineal del coeficiente depende de la energa del fotn, el material y la densidad del material. Para eliminar la dependencia de la densidad del material, la manera ms prctica es usando el coeficiente masa de absorcin:

Sin embargo el coeficiente de absorcin est relacionado con las secciones cruzadas de las diferentes interacciones del fotn.

Donde secciones cruzadas depe = efecto fotoelctrico: cs = compton scattering pp = pair production.El coeficiente de la masa de absorcin de una mezcla de elementos puede ser obtenida por:

3.2.3. Ley de la absorcin del fotnLa distancia promedio viajada en un medio entre sucesivas interacciones:

N= nmero de blancos por unidad de volumen Valor de la mitad del espesor, que el espesor requerido para reducir la intensidad de la incidencia.

3.2.4. Registros de los rayos gamma absorcinLa absorcin fotoelctrica es sensible al nmero atmico por lo tanto puede ser usado para determinacin litolgica. Para los elementos C, O, Na, Mg, Si, S, Cl y Ca, la absorcin de la seccin cruzada esta definid por:

E = energa de rayos gamma [keV] La densidad del electrn est definida por:

Ne: nmero de electrones por unidad de volumen NA=nmero de Avogadro

M= peso molecular Zi= nmero atmico del isimo elemento Pb=densidad de todo fluido y roca.Considerando una formacin con Vby porosidad la masa de la roca matriz y la masa porosa del fluido pueden ser expresadas por:

Densidad de la roca:

4. Neutrn El neutrn, un componente de partcula de tomo, exhibe un potencial de penetracin alta debido a su falta de carga elctrica. Debido a su poder de penetracin, el neutrn juega un rol importante en el bienestar de registro de Aplicaciones. La masa del neutrn, que es ligeramente mayor que la masa de protones, es 1.008982 uma o 1.67482x10-27 kg. El neutrn es una partcula radiactiva con una vida media de 2,3 minutos. Neutrones sufren decaimiento beta y se convierten en protones. Por esta razn, neutrones libres raramente existen en la naturaleza. Neutrones libres son generalmente creados por cualquiera de las reacciones nucleares espontneas o inducidas artificialmente. Varios tipos de reacciones nucleares se utilizan para generar neutrones. La energa de los neutrones creados depende del tipo de reaccin. Algunas reacciones producen neutrones mono energticos, mientras que otros producen que exhiben una amplia gama de energas. Algunas de las reacciones producen rayos gamma y neutrones. Un neutrn produciendo reaccin espontnea se produce cuando las mezclas de radio nucledos emisores alfa y objetivos bajo nmero atmico estn encapsulados. Una reaccin tpica es:

4.1. Interacciones de neutronesDurante su vida relativamente corta, los neutrones interactan poco con los ncleos individuales del material a medida que se mueven por ella. El tipo de interacciones que tienen lugar depende en gran medida de la energa de los neutrones. Hay dos tipos de interacciones: moderadoras y de absorcin. Interacciones de moderacin, que puede ser elstica o inelstica, resultan en la "frenar" del neutrn, la prdida de energa. Resultados de las reacciones de absorcin en la desaparicin de los neutrones en su forma libre. Neutrones son absorbidos por un movimiento de precesin activacin o proceso de captura radiactiva.4.1.1. Dispersin inelsticaEn esta reaccin moderador, el neutrn choca con un ncleo. Una fraccin de las transferencias de energa cintica a los neutrones del ncleo en la forma de energa interna. Esto da como resultado la excitacin ncleo. El ncleo excitado est inmediatamente estabilizado mediante la emisin de un fotn gamma.Desexcitacin rayos gamma son caracterstico del ncleo implicado en la interaccin inelstica. La figura. 2,15 da ejemplos de espectros inelsticos de rayos gamma. Estos se obtuvieron en un 10-en. Entubado del pozo en una formacin de laboratorio aceite saturado de piedra arenisca. Picos producidos por oxgeno, carbono, silicio, hierro y son identificadas en los espectros. Cuadro 2.8 muestra la seccin transversal inelstica, y la dispersin de energa de rayos gamma de elementos de tierras. Dispersin inelstica de neutrones se produce de niveles de energa relativamente altas. La energa de los neutrones debe exceder el umbral de energa necesaria para excitar el ncleo. Rayos gamma de 6,09 MeV resultado cuando los neutrones dispersin inelstica de un ncleo de oxgeno. Para que ocurra la reaccin, el neutrn debe tener al menos 6,64 MeV de energa. De lo contrario dispersin inelstica y la emisin de rayos gamma asociado se no tienen lugar. Del mismo modo, un umbral de energa de los neutrones de 4,79 MeV es necesario para la dispersin inelstica implica carbono. El rayo gamma asociada que tiene una energa de 4,43 MeV. El neutrn dispersado sufre dispersin inelstica o ms elstico, en funcin de su nivel de energa. Finalmente se absorbe. Dificultades Esta tcnica, comparada con espectroscopias de fotones, conlleva una serie de dificultades particulares: La obtencin y manejo de neutrones slo es posible por medio de instalaciones especializadas. As pues, es inviable la realizacin de experimentos de dispersin inelstica de neutrones en un laboratorio universitario corriente. Es necesario, corrientemente, solicitar tiempo de uso en alguno de los pocos centros que dispone de estas instalaciones, y desplazarse hasta all con la muestra. La interaccin de un neutrn con un momento magntico es muy improbable, de forma que la inmensa mayora atraviesa la muestra en vano. Como aumentar la potencia del haz tiene un gran coste, pues sta depende del reactor nuclear y de la gua especial que conduce a los neutrones, la opcin ms viable para mejorar la relacin seal/ruido es utilizar una gran cantidad de muestra. En la prctica, se usa una masa del orden de 2-20 gramos. Por la misma causa, es preciso recoger datos durante varias horas para cada muestra, ya que, de otro modo, la relacin seal-ruido es insuficiente para extraer conclusiones. Usualmente, se toman entre 3 y 6 horas de datos para cada temperatura (por ejemplo, 2, 10 y 30 Kelvin) y para cada longitud de onda (por ejemplo, 4.1 y 5.9 Angstrom). Como complicacin adicional, la interaccin de los neutrones con los protones (ncleos del H) es muy intensa, de forma que las muestras que contienen cantidades apreciables de H dispersan muy intensamente el haz de neutrones, perdiendo mucha calidad el espectro. Esto, en la prctica, obliga al uso de muestras completamente deuteradas, en las que la proporcin de tomos de H sea mnima. Tipos Dispersin de neutrones de triple eje, un dispositivo experimental en el que el haz (de neutrones, en este caso) cambia de direccin dos veces entre el monocromador y el detector, resultando en tres ejes espaciales que permiten determinar el cambio en energa y momento lineal de los neutrones Dispersin de neutrones de tiempo de vuelo, un dispositivo experimental en el que se regula la velocidad inicial y momento de entrada de los neutrones, y el tiempo transcurrido hasta la deteccin se relaciona con la ganancia o prdida de energa en la interaccin con la muestra Retrodispersin de neutrones Eco de espn de neutrones4.1.2. Dispersin elsticaEs el ms comn de neutrones moderando la reaccin, ya que puede ocurrir en cualquier nivel de energa de los neutrones. En esta reaccin, los neutrones chocan con un ncleo de una manera similar a la de la colisin de dos bolas de billar. El neutrn se dispersa fuera del ncleo, con menos energa cintica. El balance de energa se transfiere al ncleo en forma de energa cintica. La energa cintica incidente de neutrones se conserva. La energa ncleo interno se mantiene sin cambios. Por lo tanto, los rayos no se asociaron con la dispersin elstica.

4.1.3. Captura y activacin radioactivaNeutrones en cualquier nivel de energa puede ser capturado por un ncleo. Sin embargo, la seccin transversal de captura, es inversamente proporcional a la energa de neutrones. Esta reaccin es particularmente importante para los neutrones trmicos. Tabla 2,10 enumera las secciones transversales de captura de neutrones trmicos de elementos de tierras comunes. De estos elementos, cloro exhibe la seccin transversal de captura ms alta. De captura de neutrones por un ncleo resultados en un istopo ms pesado en un estado excitado. Los comunicados de ncleo excitado de exceso de energa en forma de fotones gamma conocen como rayos gamma de captura. En el proceso de activacin, la captura de neutrones resulta en un istopo radiactivo. Este istopo generalmente decae mediante la emisin de una partcula cargada. En ciertos casos, emisin de rayos gamma se emiten. Esta emisin se produce, sin embargo, mucho ms tarde de emisin de rayos gamma de captura. La reaccin de captura de neutrones para el hidrgeno y el cloro son:&4.2. Difusin de neutronesUn grupo de neutrones rpidos introduce en un medio experimenta una serie de interacciones descritas en la seccin anterior. Primero, la energa de neutrones est moderado por la dispersin inelstica y elstica, que reducen la velocidad y pasar por los niveles de energa intermedios, epitermal y trmica. Neutrones dispersin al azar y difusa a travs del medio. Neutrones trmicos son finalmente capturados por los ncleos medio. La poblacin de neutrones presentes en cualquier punto en el medio depende de la captura y los procesos de difusin. Captura reduce la poblacin de neutrones. Difusin, sin embargo, puede reducir o aumentar la poblacin de neutrones, dependiendo de la distribucin global. La ecuacin de transporte boltz-man se utiliza para describir la poblacin de neutrones en una unidad de volumen. Toma en consideracin aumento de poblacin resultante de la produccin de origen y dispersin de otras regiones del espacio. Tambin tiene en cuenta la disminucin de la poblacin causado por la dispersin hacia fuera y efectos de absorcin.

4.3. Mtodos de registros de neutronesVarios fenmenos ocurren durante la moderacin o la captura de neutrones. Parmetros fsicos asociados a estos fenmenos son mensurables y estn relacionados empricamente a las propiedades de las rocas. Emisin de la dispersin de los rayos gamma caractersticos del medio de dispersin inelstica acompaa. fig. 2,15 muestra un ejemplo de un espectro de dispersin de rayos inelstica. Medicin de los espectros de estos rayos gamma permite la determinacin de la relacin de contenido de carbono / oxgeno. Esta relacin, a su vez, se utiliza para obtener el contenido de aceite. Porque el hidrgeno es responsable de la mayor parte del efecto de disminucin de la velocidad, la medicin de la concentracin de neutrones epitrmicos indica la concentracin de hidrgeno en el material.

5. Conclusiones Todo elemento se encuentra caracterizado por su nmero msico y nmero atmico. Las radiaciones alfa recorren una distancia pequea en comparacin con la radiacin beta, que recorre aproximadamente un metro, en cambio la radiacin gamma recorre cientos de metros en el aire. Los rayos gamma son de suma importancia ya que pueden ser utilizado para identificar diferentes formaciones y determinar su profundidad y espesor. Esto distingue entre formaciones potenciales que llevan hidrocarburos Los efectos de los mecanismos de las interacciones de los rayos gamma (efectos fotoelctricos, scattering compton, pair production), influyen en la posibilidad de que ocurra una reaccin de absorcin dentro de un espesor dado de algn material. La aplicacin de los Rayos Gamma nos sirve para determinar la cantidad de arcilla presente en una formacin y el registro de neutrones nos da informacin sobre la porosidad de la formacin. 6. BibliografaBassiouni, K. Captulo 2. Theory Measurement and Interpretation of Well Log, ATLAS VISUAL DE LAS CIENCIAS, BARCELONA: GRUPO OCANO.http://al-quimicos.blogspot.com/2009/04/radiacion-alfa-beta-gamma.htmlhttp://cursosfcihs.cimne.comcvdatacntr2spc10grp79dtosdcschttp://es.wikipedia.org/wiki/Nucleidohttp://www.docstoc.com/docs/44058031/RAYOS-GAMMAhttp://www.ehu.es/biomoleculas/isotopos/tema1.htmhttp://www.monografias.comtrabajos36metodo-radiactivometodo-radiactivo2.shtmlhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/desintegracion/radio.htmhttp://www.sociedadgeologica.esarchivosgeogacetasGeo20%20%286%29Art26.pdf

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