Кафедра "Прикладная Ядерная Физика"
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"

Научные исследования

Научные исследования

Нейтронные генераторы для геофизики

Современная геофизика, находящаяся на стыке фундаментальных и прикладных наук, характеризуется интенсивным использованием новейших ядерно-физических методов исследований, электронной аппаратуры и вычислительной техники. Одним из важных направлений научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых на кафедре прикладной ядерной физики МИФИ, является развитие существующих и разработка новых эффективных методик исследований, а также действующей аппаратуры и приборной базы для решения региональных, разведочных, инженерных и экологических задач геофизики.

Широкое распространение среди методов геофизического исследования нефтяных скважин, позволяющих определять характер нефтенасыщенности пластов и массового содержания породообразующих элементов, получили импульсный нейтронный каротаж (ИНК) и импульсный спектрометрический нейтронный гамма-каротаж (ИНГК-С). В качестве источников нейтронов для реализации этих методов используются импульсные нейтронные генераторы на базе вакуумных и газонаполненных нейтронных трубок. Нейтронные генераторы на базе вакуумных трубок применяются для проведения исследования скважин по методу ИНК, в то же время генераторы на базе газонаполненных трубок могут быть использованы для реализации обоих методов - ИНК и ИНГК-С.

Среди различных задач, решаемых при создании современных типов нейтронных генераторов, можно, в частности, отметить поисковые исследования новых методов и технических решений, обеспечивающих повышение информативности и надежности скважинных исследований, увеличение ресурса и нейтронного потока нейтронных трубок, повышение стабильности их работы в условиях воздействия как внешних магнитных полей, так и повышенной окружающей температуры и др.

Практическая реализация поставленных целей предполагает последовательное решение целого комплекса сложных и разноплановых теоретических, расчетных и экспериментальных задач, что требует объединения опыта и знаний высококвалифицированных специалистов из различных научных отраслей знаний. Плодотворная многолетняя работа по развитию методов геофизических исследований с успехом проводится сформировавшимся научным коллективом, основу которого составляют сотрудники кафедры прикладной ядерной физики НИЯУ МИФИ и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова».


Рисунок 1

Рис.1. 3D-модель газонаполненной нейтронной трубки




Рисунок 2

Рис.2. Расчетное распределение магнитного поля Bz(r,z) в ионном источнике нейтронной трубки. Положение электродов: 1 – катод, 2 – анод, 3 – антикатод, 4 - экстрагирующее отверстие




Рисунок 3

Рис.3. Расчетные траектории заряженных частиц в ионно-оптической системе газонаполненной нейтронной трубки: 1 - фокусирующий электрод; 2 - ускоряющий электрод; 3 - мишень; 4 - высоковольтный изолятор; 5 - ионный пучок; 6 - ионный источник.




Рисунок 4

Рис.4. Моделирование процессов формирования потоков заряженных частиц в ионных источниках