6.0 Metodos Radiometricos

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METODOS INDIRETOS DE 
PROSPECÇÃO 
III .- METODOS RADIOMETRICOS 
Raios gama ( RG E SGR ) 
2012 
A FISICA NUCLEAR E AS CIENCIAS 
GEOLÓGICAS 
• Geologia de Isótopos 
 Geocronologia métodos radioativos 
 potássio/ argônio 
 uranio/chumbo 
 rubídio/ estrôncio 
 Paleoclimatologia paleotemperaturas isótopos de C 
 paleosalinidade isótopos de O. 
. Perfilagem Geofísica raios gama / gama espectrometria 
 densidade 
 neurônico. 
 
 
ESTRUTURA ATOMICA DA MATERIA 
os nuclídeos instáveis 
EMBASAMENTO TEORICO 
Desintegração (espontânea) radioativa : de um núcleo atômico instável 
• ELEMENTO QUIMICO prótons (z) + nêutrons (n) 
• ISOTOPOS de um elemento z inalterado n variando 
• NUCLIDE : todas as combinações possíveis entre z e n . 
 NUCLIDE INSTAVEIS 
 ENERGIA LIBERADA NA DESINTEGRAÇÃO 
 raios alfa α (massa quatro ) 
 raios beta β (elétrons) 
 raios gama γ (eletromagnéticas μ 0,5 Å) detectados na 
 Perfilagem 
 
Geologia nuclear os fenômenos radioativos nos estudos geológicos 
A ORIGEM DOS ELEMENTOS QUIMICOS ESTA NO COSMOS 
PROPRIEDADES RADIOATIVAS 
EMBASAMENTO TEORICO 
Desintegração (espontânea) radioativa : de um núcleo atômico instável 
• ELEMENTO QUIMICO prótons (z) + nêutrons (n) 
• ISOTOPOS de um elemento z inalterado n variando 
• NUCLIDE : todas as combinações possíveis entre z e n ascendem 
a mil e quatrocentos. Naturais somente sessenta e cinco. 
 
• NUCLIDE INSTAVEIS 
• ENERGIA LIBERADA NA DESINTEGRAÇÃO 
 raios alfa α (massa quatro ) 
 raios beta β (elétrons) 
 raios gama γ (eletromagnéticas μ 0,5 Å) detectados na perfilagem 
 
Geologia nuclear os fenômenos radioativos nos estudos geológicos 
ABSORÇÃO DOS RAIOS GAMA PELA MATERIA (ROCHAS) 
EMBASAMENTO TEÓRICO. 
Absorção 
• τ Coeficiente do Efeito Fotoelétrico luz e eletricidade 
• σ Coeficiente do Efeito Compton fóton sobre elétron 
• χ Coeficiente do Efeito de Produção de Pares négatron e pósitron 
Resultando uma corrente elétrica finita mensurável 
EFEITO COMPTON 
ORIGEM PRIMARIA DOS RAIOS GAMA 
 
 . Dos elementos filhos da desintegração do Urânio 235 
 . Do principal elemento-filho (Tálio 208) da desintegração do Tório 232 
 . Desintegração do Potássio 40 (Ar 40 ) 
 
 
SERIES RADIOATIVAS NATURAIS 
 
4n +2 ou Serie do Urânio 
4n + 3 ou Serie do Actínio (menor importância para a perfilagem) 
4n ou Serie do Tório 
 
DAS ROCHAS IGNEAS AOS SEDIMENTOS 
• Elementos radioativos liberados das rochas ígneas. 
• Transportados e sedimentados nos meios aquosos. 
• Adsorvidos pelos argilominerais ( U ) 
• Partículas insolúveis (Th) integram sedimentos. 
• Matéria Orgânica adsorve U. 
• Argilominerais contem normalmente K . 
 
CONCENTRAÇÃO DE RADIOSOTOPOS NOS FOLHELHOS 
para calibração das ferramentas de Raios Gama. 
API 
CLASSIFICÃO DAS ROCHAS 
 FUNCÃO DA RADIOATIVIDADE NATURAL 
 . Altamente radioativas ( folhelhos águas profundas, 
folhelhos pretos betuminosos, evaporíticos 
potássios, rochas ígneas e metamórficas). 
 . Medianamente Radioativas ( folhelhos , arenitos 
argilosos de águas rasas e carbonatos e dolomitos 
argilosos). 
 . Baixa Radioatividade (carvões e evaporitos não 
potássios) 
A MEDIÇÃO DOS RAIOS GAMA 
• Atraves dos contadores Geiger- Müeller 
• Através de Câmaras de Ionização 
• Através de Cintilometros. 
 
Ferramentas Usadas: 
 
Perfil de Raios Gama Convencional (mono-analisador) 
 
 Perfil Gama de Espectrometria Natural 
 ou Gama de Espectrometria (analisador de multi-canais) 
O aparelho é constituído basicamente de um tubo cilíndrico sensível à radiação, contendo 
um gás em seu interior, conectado a uma bateria. Quando a radiação penetra no cilindro 
arranca elétrons das moléculas do gás. Estes elétrons entram em movimento devido à ação 
de um forte campo elétrico e colidem com outras moléculas, dando origem a uma "cadeia 
de ionização", antes de serem atraídos para um filamento carregado positivamente disposto 
ao longo do cilindro. Quando eles o atingem geram um rápido pulso (variação) de tensão. 
Este sinal provocará o deslocamento de um ponteiro na escala do aparelho e ou um sinal 
audível o que indicará a quantidade e /ou presença de radiação. 
CONTADOR GEIGER-MULLER 
ilustração 
A camera de ionização é um detector de nível contínuo com 4 a 6 polegadas de diãmetro 
do tubo. Este contém um gás pressurizado a várias atmosferas. Uma pequena voltagem 
de polarização é aplicada a um grande eletrodo, que se encontra dentro da câmara de 
ionização ao centro. Ao mesmo tempo que a energia dos raios gama atinge a câmara, um 
sinal muito pequeno (medido em picoamperes) é detectado enquanto o gás é ionizado. 
Esta corrente que é proporcional à quantidade de radiação gama recebida pelo detector é 
amplificada e transmitida como um sinal de medição de nível. 
CAMARA DE IONIZAÇÃO 
CINTILOMETRO 
 
• Baseia sua detecção no fato de que os fótons apresentam a 
propriedade de produzir centelhas de luz ao atingirem certos tipos 
de cristais. Essas centelhas são convertidas em pulsos elétricos, 
cuja altura depende da quantidade de energia absorvida. Esse tipo 
de detector é muito mais eficiente que os detectores a gás porque 
possui uma maior massa de material (por unidade de volume) 
sensível à radiação. 
 
• A grande vantagem do Cintilômetro é seu bom rendimento (50% a 
60%) em relação aos demais detectores. Isso resulta em um perfil 
com um máximo de detalhe e uma maior precisão nas leituras. 
Além do mais, os cintilômetros podem ser construídos em 
tamanhos relativamente pequenos, podendo apresentar uma 
resolução vertical da ordem de <1 pé de espessura de camada 
RELATIVO A VELOCIDADE DE 
PERFILAGEM DE RAIOS GAMA 
• Ela é sempre menor que a velocidade dos outros perfis de 
principio não estatístico (acústicos , elétricos.. 
• A velocidade de perfilagem de Raios Gama tem a ver com a 
Constante de Tempo (tempo em segundos que o detector deve 
realizar uma medida aritmética dos fótons registrados . 
• Equipamentos modernos instalaram filtros . 
• A Padronização tanto pela Constante de Tempo ou pelo uso de 
filtros é indispensável para se poder comparar leituras de vários 
equipamentos. 
 
A desintegração radioativa obedece a uma velocidade expressa pelo conceito 
 de Meia Vida ; daí a Constante de Tempo usada nas medidas de raios gama 
USOS PRINCIPAIS DOS PERFIS RAIOS GAMA 
CONVENCIONAL 
Distinguir folhelhos e argilas das demais litologias. 
Indicador do teor de folhelho ou argilosidade (VSHGR) 
Detecção e avaliação de minerais radioativos. 
Uso também em poços revestidos. 
Definir eventual Ambiente de Deposição . 
Correlação entre poços vizinhos . 
Determinação exata das profundidades 
 
Unidade de medida dos Raios Gama : GAPI ou UAPI, medida 
Da radioatividade de uma rocha que serve de normalização 
SGR ESPECTROMETRIA DE RAIOS 
GAMA 
USOS DOS PERFIS GAMA DE ESPECTROMETRIA 
radioatividade natural individualizada e somatória U, Th e K40. 
Definiçõesmais precisas das Litologias (folhelhos não folhelhos) 
Identificação dos argilominerais 
Correlação entre poços . 
Conteúdo argiloso das rochas / Cálculo de Argilosidade. 
Identificação de Ambientes Marinhos e Continentais. 
Identificação de Rochas Geradoras de hidrocarbonetos. 
Natura lgamma-ray spectroscopy(K, U, Th)to identify radioactive 
mineralsand clay types