Министерство Российской Федерации по атомной энергии Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. ДуховаВ О П Р О С ЫА Т О М Н О Й Н А У К И И Т Е Х Н И К ИСЕРИЯ :Я Д Е Р Н О Е П Р И Б О Р О С Т Р О Е Н И ЕИздается с 1969 г.Выпуск 1 (19)НЕТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И АППАРАТУРА НП ИХ ОСНОВЕМОСКВА - 2001 ПРЕДИСЛОВИЕ В настоящем сборнике «Нейтронные генераторы и аппаратура на их основе» представлены статьи, отражающие работы, проводимые во ВНИИА, по выпуску нейтронных генераторов нового поколения и аппаратуры на их основе. В сборнике представлены статьи ведущих специалистов института по следующим вопросам: состояние и основные направления развития разработок скважинной геофизической аппаратуры на основе генераторов нейтронов ВНИИА для нефтегазовой отрасли; аналитический активационный комплекс на основе портативного нейтронного генератора для анализа примесей в металлах; опыт внедрения и эксплуатации импульсного нейтронного каротажа АИНК-43; исследование и выбор оптимальной системы питания скважинных приборов ИНК; система телеметрии аппаратуры ИНК с применением технологии сигнальных процессоров; технологический прибор для контроля содержания калия в минеральных удобрениях; возможность использования нейтронных генераторов в черной металлургии; аппаратура импульсного нейтронного каротажа для определения содержания урана в скважинах на месторождениях, отрабатываемых способом подземного выщелачивания; многозондовая аппаратура импульсного нейтрон-нейтронного каротажа АИНК-89; контроль делящихся материалов в багаже импульсным нейтронным методом; электроизоляционные материалы и особенности их применения в импульсных нейтронных генераторах. Редакция приглашает к сотрудничеству специалистов в области ядерной энергетики для публикации своих статей в сборнике «Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерное приборостроение» и рассмотрит любые предложения по вопросам издания, в том числе и рекламные.УДК 550.832.53.07/.08СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТОК СКВАЖИННОЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ НА ОСНОВЕ ГЕНЕРАТОРОВ НЕЙТРОНОВ ВНИИА ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИЮ.Н Бармаков, д.т.н., Е.П. Боголюбов, И.А. Титов, А.Г. Амурский, к.т.н., М.В. ШипуновРассмотрены современное состояние и перспективы развития одного из важнейших направлений ядерной геофизики – импульсного нейтронного каротажа нефтегазовых скважин. Во ВНИИА разработаны нейтронные трубки, генераторы нейтронов и каротажная аппаратура нового поколения, конкурентоспособные на мировом рынке.Одним из основных способов получения информации в процессе разведки и эксплуатации нефтегазовых месторождений являются ядерно-физические методы исследования скважин. Среди этих методов особую роль играют импульсные нейтронные методы каротажа (ИНК), которые, благодаря высокой проникающей способности нейтронов и вторичного γ-излучения, могут с одинаковым успехом использоваться как в открытом стволе, так и в обсаженной стальной трубой скважине, в которой обычные методы геофизического исследования скважин (ГИС) малоэффективны. Практическая реализация нейтронных методов каротажа при исследовании разрезов нефтегазовых скважин началась более 40 лет назад, когда один из создателей ядерного оружия академик Г.Н. Флёров в 1956 г. предложил использовать для этих целей генератор нейтронов. Оглядываясь назад, сегодня можно с уверенностью говорить о том, что наша страна вплоть до начала 80-х годов занимала лидирующее положение в области разработки аппаратуры ИНК и масштабов её применения. Особенно интенсивно она применялась при контроле за разработкой месторождений, во время которого каротаж производится, как правило, через насосно-компрессорную трубу (НКТ). При этом пришлось решить сложнейшую проблему создания генераторов нейтронов и всего скважинного прибора в корпусе диаметром не более 43 мм. Однако в 80-х годах наметилась явная тенденция отставания российской геофизики в области разработки и использования аппаратуры ИНК от крупнейших геофизических компаний, главным образом – американских. Это безусловно стало следствием экономических проблем России в целом и нефтегазовой отрасли в частности, но, наряду с этим, негативную роль сыграли и чисто технические проблемы. Главная из них – низкие технические характеристики отечественных нейтронных трубок и генераторов нейтронов, в то время являющихся основной аппаратурой ИНК. Малый срок службы нейтронных трубок и низкая надёжность аппаратуры обусловили большие эксплуатационные расходы и резкое сокращение объёмов каротажа. Возникла реальная угроза исчезновения этого вида каротажа из арсенала средств отечественной геофизики. В то же время ряд иностранных геофизических компаний начали активно предлагать свою аппаратуру ИНК и геофизические услуги на российский рынок. В этих условиях ВНИИА Минатома России приступил к работам по созданию и производству аппаратуры ИНК нового поколения. Начав с разработки и серийного выпуска специальных каротажных нейтронных трубок малого диаметра, институт последовательно переходил к разработкам и производству генераторов нейтронов, аппаратурных комплексов, включая детектирующие устройства, устройства телеметрии и обработки каротажной информации, и, наконец, приступил к организации сервисного обслуживания потребителей [1-3]. Улучшилась ситуация с аппаратурой ИНК российского производства. Вклад ВНИИА в изменение ситуации в области скважинной ядерной геофизики с генераторами нейтронов сводится к следующему: Разработано и серийно выпускается пять типов нейтронных трубок для каротажных генераторов, специально предназначенных для решения нефтегазопромысловых задач. Среди них – газонаполненные нейтронные трубки типа ГНТ с частотой следования нейтронных импульсов до 20 кГц, которые ранее не производились отечественной промышленностью. На базе этих трубок разработано либо разрабатываются шесть типов каротажных генераторов, из которых три выпускаются серийно, а остальные три находятся в различных стадиях разработки. Этот набор генераторов закрывает практически весь спектр геофизических задач, решаемых аппаратурой ИНК сегодня, а также тех, которые ещё предстоит решать. На базе этих генераторов разрабатывается несколько видов каротажной аппаратуры ИНК как для разведки, так и разработки нефтегазовых месторождений. Во ВНИИА разработана и с 1998 г. серийно выпускается аппаратура импульсного нейтронного каротажа АИНК-43, которая успешно применяется в процессе разведки и разработки нефтегазовых месторождений для оценки пористости и нефтегазонасыщенности продуктивных пластов, определения положения водонефтяного контакта и т.д. Высокие технические характеристики аппаратуры в сочетании с относительно невысокой стоимостью делают её вполне конкурентоспособной и на мировом рынке. Ряд фирм Германии используют ИНК для контроля состояния подземных хранилищ газа (ПХГ). Опыт, накопленный ВНИИА и немецкими фирмами, можно использовать также и на российских ПХГ. В опытной эксплуатации на ряде месторождений Западной Сибири испытывается несколько комплектов новой аппаратуры ИНК – так называемой аппаратуры “углеродно-кислородного каротажа” (С/O –каротажа). Аппаратура такого типа производилась ранее только американскими фирмами. Для создания российского аналога аппаратуры С/O –каротажа ВНИИА разработал специальный высокочастотный генератор, а НПЦ “Тверьгеофизика” взял на себя функции по разработке остальных частей аппаратуры и её внедрению в промышленную эксплуатацию. Такая аппаратура позволяет однозначно определять характер насыщения пласта флюидами, независимо от их минерализации (концентрация NaCl) пластовых вод. Однако, несмотря на достигнутый в последние годы прогресс в области разработки отечественной аппаратуры ИНК, положение в этой области ядерной геофизики нельзя назвать стабильным. Западные геофизические компании, в первую очередь - американские, ведут активную работу по расширению своего рынка на российских месторождениях, предлагая свои услуги и аппаратуру. Для успешной конкуренции с этими фирмами необходимо непрерывно совершенствовать нейтронные генераторы, создавать всё более информативную аппаратуру ИНК. В частности, стоит вопрос создания спектрометрической аппаратуры ИНК для определения состава элементов в затрубном пространстве скважины. Такая аппаратура по соотношениям ряда элементов (Ca, Si, Fe, Cl, S, H) позволит определить пористость и литологический состав пластов, выявлять и оценивать пропущенные залежи, исследовать старый фонд скважин. Перечень выпускаемой и разрабатываемой продукции и их краткая техническая характеристика приведены в таблице.Перечень выпускаемой продукции и перспективных разработок ВНИИА в области скважинных генераторов нейтронов и аппаратуры на их основе Тип аппаратуры Год начала выпуска Диаметр скваж. части, мм Длина скваж. части, мм Максим. рабочая темп., С Максим. рабочее давление, МПа Средний ресурс, ч Tип генератора/ трубки Состояние разработки Примечание АИНК-43 1996 43 3300 +120 100 100 ИНГ101 Серия до 35 шт/год 2 зонда ИННК, 20Гц АИНК-43-50 2001 43 3300 +120 100 100 ИНГ101-50 Опыт.образцы 2 зонда ИННК, 50 Гц АИНК-43-400 2002 43 3700 +120 100 300 ИНГ-08 В разработке 2 ИНГК/ИННК,400Гц АИНК-43-50Г 2002 43 3300 +120 100 100 ИНГ101-50 Опыт.образцы 2 зонда ИНГК, 50 Гц АИНК-89 2002 89 3500 +120 70 300 ИНГ-06-1 Опыт.образцы 4 зонда ИННК, 400Гц ИНГ-101 1996 34 1240 +120 - 100 ВНT1-26 TНT-1411 Серия до 250 шт/год 1х108 н/с 1-20 Гц ИНГ-101-50 2001 34 1180 +120 - 100 ВНT1-26 Опыт.образцы 1х108н/с, 1-50 Гц ИНГ-11 2000 27 1300 +120 - 50 ВНT1-20 TНT-1415 Опыт.образцы 5х107н/с 1-20 Гц ИНГ-12 2001 44 980 +120 - 50 ВНT1-26 НT-145 Опыт.образцы 5х108н/с 1-50 Гц ИНГ-06-1 1998 70 1200 +120 - 300 ГНT1-32 Серия до 20 шт/год 1х108н/c 400-1000 Гц ИНГ-06-10 1998 70 1200 +120 - 300 ГНT1-32 Серия до 20 шт/год 1х108н/c, 10 кГц ИНГ-08-1 2001 34 2000 +120 - 300 ГНT1-26 Опыт.образцы 1х108н/c 400-1000 Гц ИНГ-08-10 2001 34 2000 +120 - 300 ГНT1-26 В разработке 1х108н/c,10 кГц Литература 1. Боголюбов Е.П., Титов И.А., Хасаев Т.О. и др. Разработка и производство нейтронных трубок, генераторов нейтронов и аппаратуры ИНК на их основе во ВНИИА.//Тезисы докладов конференции. Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений. - Бугульма 18-20 мая 2001, с. 12-14. 2. Боголюбов Е.П., Горбатюк О.В., Громов Е.В. и др. Аппаратурно-методические комплексы импульсного нейтронного каротажа (АМК ИНК) нового поколения: результаты, проблемы, перспективы.//Тезисы докладов конференции. Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений. - Бугульма 18-20 мая 2001, с. 15. 3. Боголюбов Е.П., Титов И.А., Хасаев Т.О. и др. Разработка и производство нейтронных трубок, генераторов нейтронов и аппаратуры ИНК ВНИИА.//Тезисы докладов симпозиума. Новые технологии в геофизике. - Уфа 22-24 мая 2001, с. 126-127.УДК 539.1.074.8^ АНАЛИТИЧЕСКИЙ АКТИВАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС НА ОСНОВЕ ПОРТАТИВНОГО НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ДЛЯ АНАЛИЗА ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛАХВ.Д. Александров, В.Т. Бобылев, Е.П. Боголюбов, к.ф.-м.н. Л.А. Корытко, Ю.Г. Полканов, В.И. РыжковВо ВНИИА начата разработка технологии нейтронно-активационного анализа (НАА) содержания кислорода и других примесей в титане и сплавах на его основе, выпускаемых Верхне-Салдинским металлургическим производственным объединением. В данной статье обоснован выбор в качестве источника быстрых нейтронов для этой технологии одного из импульсных нейтронных генераторов, созданных во ВНИИА, а также рассмотрены варианты мониторирования потока нейтронов такого источника. Сделан вывод, что для обеспечения высокой производительности анализа на один-два элемента целесообразно регистрировать -излучение наведенной в образце активности с помощью сцинтилляционного детектора на основе кристалла NaI(Tl) большого объема с колодцем. Для анализа -спектра может быть применен отечественный программно управляемый спектрометр SBS-60, устанавливаемый в компьютер. Этот спектрометр позволяет использовать и детектор высокого энергетического разрешения на основе особо чистого германия при необходимости выполнения многоэлементного анализа одного образца. Введение Уже несколько десятилетий во многих странах, в том числе и в России, нейтронно-активационный анализ (НАА) успешно применяется как в научных исследованиях, так и для аналитического обеспечения промышленного и сельскохозяйственного производств. Этот ядерно-физический метод анализа основан на облучении вещества потоком нейтронов и последующем измерении спектра -излучения радионуклидов, являющихся продуктами различных реакций нейтронов с ядрами элементов в анализируемом образце. По характерным пикам в спектре -излучения активированного образца идентифицируют присутствующие в образце элементы, а по величине этих пиков определяют содержание интересующих элементов. Благодаря большому разнообразию нейтронных ядерных реакций, которые могут быть положены в основу конкретных методик НАА, набор возможных анализируемых элементов достаточно широк, а продолжительность анализа обычно составляет от нескольких десятков секунд до нескольких минут. Высокая проникающая способность нейтронов и -квантов обусловливает неразрушающий характер нейтронно-активационного анализа. Этот метод не требует трудоемкой пробоподготовки и позволяет многократно проанализировать один и тот же образец вещества в твердой или жидкой фазе, что обеспечивает возможность повышения точности результата, а при использовании так называемого циклического режима – и повышение чувствительности анализа. Помимо этого, нейтронно-активационный метод позволяет анализировать образцы массой до нескольких десятков граммов, что значительно превышает величину навески в других методах, обеспечивая тем самым высокую представительность анализа. Инструментальный вариант многоэлементного НАА (ИНАА), при котором для селективного измерения активности интересующих радионуклидов используется не радиохимическое их разделение, а только аппаратные средства и специальные программы обработки зарегистрированных -спектров, позволяет полностью автоматизировать процесс анализа. Режимы облучения образцов нейтронами и измерения инициированного -излучения, методы обработки зарегистрированных аппаратурных спектров и вычисления содержания элементов могут быть заданы программно с помощью компьютера, управляющего всем ходом анализа. Это обеспечивает высокую производительность метода, что особенно важно при выполнении массовых поточных анализов с целью контроля технологических процессов и качества продукции 1- 4.^ Источник нейтроновВ качестве источника нейтронов наибольшее применение в системах ИНАА находит нейтронный генератор, генерирующий по (d-T)-реакции быстрые нейтроны с энергией около 14 МэВ [5]. На нейтронах с такой энергией происходит большинство пороговых ядерных реакций, подходящих для экспрессных методик анализа. В частности, широко применяемое нейтронно-активационное определение содержания кислорода основано на реакции 16O (n,p)16N, порог которой равен приблизительно 10,2 МэВ. Один из типов такого генератора быстрых нейтронов – малогабаритный импульсный генератор на отпаянной трубке – в наибольшей степени соответствует тем требованиям, которые предъявляются к проектируемой нейтронно-активационной установке производственного назначения [6]. Важнейшими из них являются обеспечение потока нейтронов на уровне, не ниже 5109 нейтр./с, возможность работы под управлением компьютера и максимальная радиационная безопасность. Конструкция генератора позволяет проводить оперативную замену блоков нейтронных трубок, что обеспечивает достаточный ресурс для выполнения больших объемов анализов. Семейство импульсных генераторов нейтронов (ИНГ), разработанных и серийно выпускаемых во ВНИИА, насчитывает более 15 типов. Особенно важны для применения в производственных условиях такие их достоинства как портативность, низкое энергопотребление, широкий диапазон частоты повторения и длительности нейтронного импульса и практически полная безопасность в выключенном состоянии. Вследствие относительно малых габаритов при эксплуатации импульсных генераторов не требуется громоздкой радиационной защиты: например, такой генератор может быть размещен в скважине в полу лабораторного помещения или в полости бака, заполненного водой. ^ Мониторирование плотности потока нейтронов Наибольшее распространение на практике получил относительный метод количественного анализа, состоящий в сравнении активности аналитического радионуклида в исследуемом образце и в образце с известным содержанием определяемого элемента. При этом неизвестный образец и образец сравнения облучают одновременно или раздельно во времени. Последний вариант анализа позволяет использовать более простую по конструкции одноканальную пневмопочту при условии обеспечения надежного мониторирования плотности потока быстрых нейтронов в месте облучения образца. Это требование связано с флюктуацией во времени потока быстрых нейтронов, характерной для источников ускорительного типа – нейтронных генераторов. Помимо этого, у некоторых моделей импульсных генераторов нейтронов наблюдается непостоянство положения «активного пятна» на мишени из-за угловой флюктуации пучка дейтронов. Вследствие большого градиента плотности потока нейтронов вблизи мишени, это также может приводить к заметным колебаниям наведенной в образце активности от цикла к циклу облучения. Флюктуации потока нейтронов в процессе облучения влияют различным образом на величину наведенной активности образца и число отсчетов в канале монитора. Если в счетчике монитора количество отсчетов увеличивается в результате простого суммирования, то активность радионуклида в образце возрастает или убывает экспоненциально, приближаясь в пределе к уровню насыщения, который определяется плотностью потока нейтронов, усредненной по объему образца. Таким образом, число отсчетов в канале монитора соответствует флюенсу за все время облучения, в то время как активность интересующего радионуклида в образце определяется в большей степени действующим значением плотности потока нейтронов в конце периода облучения. Такое различие становится тем значительнее, чем больше продолжительность облучения превышает период полураспада образующегося радионуклида. По этим причинам мониторирование потока нейтронов с помощью какого-либо из распространенных детекторов быстрых нейтронов, газонаполненного или твердотельного, не является оптимальным с точки зрения сходимости результатов анализа. Предпочтительнее применение двухканальной пневмотранспортной системы, в составе которой имеется специальная камера облучения для одновременного облучения анализируемого образца и стандартного образца определенного состава, который выполняет функцию монитора потока. Камера во время облучения обеспечивает вращение этих образцов вокруг двух взаимно перпендикулярных осей: оси пучка нейтронов и собственных осей, что позволяет усреднить эффективную плотность потока нейтронов по объемам образца и стандарта. При одновременном анализе нескольких элементов целесообразно использовать во втором канале вместо одноэлементного стандарта монитор потока нейтронов, представляющий собой смесь двух или более компонентов, содержащих определяемые элементы. Масса каждого из этих элементов должна быть достаточной для обеспечения приемлемой статистической погрешности мониторирования потока нейтронов. В этом случае измерение наведенной активности образца и монитора выполняется в течение нескольких интервалов измерения, задаваемых в соответствии с периодами полураспада аналитических радионуклидов, и при вычислении результатов анализа используется нужное число отсчетов от монитора. Альтернативным решением проблемы мониторирования потока нейтронов является использование в спектрометрическом тракте монитора интегрирующей цепи с варьируемой постоянной времени. Задавая значение этой постоянной, равное периоду полураспада аналитического радионуклида, можно с помощью такого монитора адекватно учитывать временную нестабильность потока нейтронов генератора. Следует отметить, что этот способ мониторирования, во-первых, не позволяет отслеживать пространственные изменения геометрии облучения, произошедшие по разным причинам. Во-вторых, достаточно сложно осуществить подобным образом корректное мониторирование потока нейтронов при анализе нескольких элементов одновременно. В силу рассмотренных выше факторов, базовый вариант проектируемой установки НАА будет включать двухканальную пневмотранспортную систему с общей камерой облучения анализируемого и стандартного образцов (или монитора потока нейтронов) и отдельными камерами измерения наведенной в них активности (см.рисунок).^ Измерение спектров -излучения Для регистрации -излучения наведенной активности предполагается предусмотреть возможность использования в установке НАА не только сцинтилляционных, но и полупроводникового детектора на основе особо чистого германия, что позволит при необходимости значительно расширить список анализируемых элементов. С этой целью обработка сигналов от детектора -квантов будет выполняться с помощью универсального спектрометрического устройства, разработанного и изготавливаемого в России 7. Упрощенная схема установки инструментального НААУстройство представляет собой программно управляемый процессор импульсных сигналов от детектора, выполненный на одной плате, которая устанавливается в компьютер. На плате находятся все узлы, необходимые для получения амплитудного распределения сигналов, интерфейс связи с компьютером, где происходит накопление и обработка данных измерений, а также источники низковольтного питания предусилителя и высоковольтного питания ФЭУ или смещения полупроводникового детектора. К спектрометрическому устройству, предназначенному для измерения -излучения наведенной активности, предъявляются особые требования. Это обусловлено высокими (до 105 1/с) скоростями счета на входе устройства в начале измерения активности образца сразу после окончания облучения, быстрым снижением скорости счета при измерении короткоживущих активностей и изменением формы аппаратурного спектра в процессе измерения при многоэлементном анализе. По этим причинам потребуется доработка спектрометра, направленная на повышение его быстродействия и уменьшение электронных потерь импульсов. Правильность результатов количественного анализа, основанного на -спектрометрии, в значительной мере определяется величиной электронных потерь счета, которые обусловлены конечными значениями временных констант цепей обработки сигнала с детектора -квантов. В усилителе-формирователе это приводит к наложениям импульсов, в результате чего, с одной стороны, часть полезной информации выводится за пределы «области интереса» в аппаратурном спектре, а, с другой, в этот интервал энергии попадают импульсы, не связанные с определяемым элементом. В амплитудно-цифровом преобразователе это приводит к просчету событий, приходящих на вход АЦП в течение времени кодирования сигнала. Корректная компенсация электронных потерь в условиях переменных входной скорости счета и формы аппаратурного спектра не является тривиальной задачей. Известный метод коррекции просчетов путем добавления отсчетов «быстрого» счетчика, зарегистрированных в течение периода занятости АЦП, в канал с кодом, отличным от выработанного АЦП, не всегда дает хорошие результаты при переменном составе входного -спектра [ 8 ]. По предварительным оценкам более приемлемой является коррекция просчетов путем умножения числа отсчетов в каждом канале анализатора на коэффициент, равный отношению суммы отсчетов «быстрого» счетчика и интегрального числа отсчетов во всем зарегистрированном спектре [9]. Возможная модификация такого способа состоит в том, что процедура корректировки просчетов будет производиться в течение всего периода измерения наведенной активности с частотой, определяемой скоростью изменения входной загрузки спектрометра. Выбор типа детектора -квантов определяется особенностями конкретной аналитической задачи. Так, например, при определении содержания в металлах таких газовых микропримесей как кислород или хлор, целесообразно применять детектор с высокой эффективностью регистрации жестких -квантов, так как анализ этих элементов выполняется по радионуклидам 16N и 37S, испускающим фотоны с энергией 6,13 и 3,10 МэВ, соответственно. В этом случае представляется целесообразным применение сцинтиллятора на основе кристалла NaI(Tl) большого объема с колодцем. Перспективным вариантом детектора для поточного экспресс-анализа может быть и сцинтиллятор на основе кристалла ортогерманата висмута BGO. В последнее время детекторы этого типа приблизились по энергетическому разрешению к сцинтилляторам на основе кристалла NaI(Tl) и имеют близкие к последнему временные характеристики, обладая при одинаковом объеме в два-три раза большей эффективностью регистрации высокоэнергетичных -квантов. В результате одинаковые метрологические характеристики анализа: чувствительность и точность могут быть достигнуты при меньших значениях потока нейтронов генератора или при сокращенном времени облучения, что способствует увеличению срока службы нейтронной трубки. При выполнении многоэлементного анализа в спектре -излучения наведенной активности обычно присутствует большое количество интерферирующих линий. Примером подобной задачи является контроль состава сплавов в металлургии. В этом случае для надежного измерения интенсивностей аналитических линий необходимо использовать ППД высокого разрешения на основе особо чистого германия. Для измерения -излучения, наведенного в образцах сравнения – стандартных образцах или мониторах потока нейтронов,– достаточно использовать сцинтиллятор средних размеров, так как обычно не представляет проблемы довести массу интересующих элементов в этих образцах до уровней, обеспечивающих приемлемую статистику измерений.В заключение следует отметить, что проектируемая активационная установка должна стать базовым прототипом, т.е. обеспечивать возможность относительно простой адаптации нейтронно-активационной технологии элементного анализа к специфике конкретной задачи на том или ином предприятии. Это требование предъявляется как к составу аппаратуры и структуре пневмотранспортной системы установки, так и к программному обеспечению (ПМО). В ПМО установки должны входить модули управления работой генератора нейтронов и пневмотранспортной системы, позволяющие задавать оптимальный режим анализа интересующих элементов, а также подпрограммы обработки -спектров и вычисления результата и его погрешности. Как показывает опыт применения методов НАА, несмотря на относительно высокую стоимость аппаратуры, использование этой технологии во многих случаях становится экономически оправданным в расчете на стоимость одного элементоопределения, вследствие высокой производительности и исключения затрат на пробоподготовку.Литература Егиазаров Б.Г., Корытко Л.А., Сельдяков Ю.П. Измерительная техника в инструментальном нейтронно-активационном анализе. М.: Атомиздат, 1972, с.26. Вожжов В.Ф., Егиазаров Б.Г., Александров В.Д., Корытко Л.А. Опыт и перспективы использования установки активационного анализа для аналитического обеспечения селекционных исследований. Там же, с.26. Андреев А.В. Новые возможности активационного анализа с использованием нейтронных генераторов. Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "ГИРЕДМЕТ". Москва, 1999 James W.D. 14 MeV Fast Neutron Analysis the Year 2000. J.Radional.Nucl.Chem.,243, 119-123 (2000). Кирьянов Г.И. Тенденции разработки портативных генераторов нейтронов с запаянными трубками.// Тезисы докладов 3-го Всесоюзного научно-технического совещания. Вопросы разработки и применения портативных генераторов нейтронов. Киев, ноябрь, 1988, с.1. Боголюбов Е.П., Хасаев Т.О., Коротков С.А. Нейтронный генератор нового поколения ИНГ-17 для аппаратуры элементного анализа на основе нейтронно-радиационных методов.// Сборник материалов VII седьмого ежегодного семинара. Спектрометрический анализ. Аппаратура и обработка данных на ПЭВМ. – Обнинск: ГЦИПК, 20-24 ноября 2000, 290 с. Дорин А.Б., Кондрашов М.В., Сельдяков Ю.П. Быстродействующее спектрометрическое устройство SBS-60 и области его применения. // Труды научно-инженерного центра «СНИИП». Ядерные измерительно-информационные технологии-99. М.: Измерительно-информационные технологии, 1999, с.88. Электронные методы ядерной физики. Под ред. Л.А. Маталина. М.: Атомиздат, 1973, с.190. Барышев Л.В., Корытко Л.А. Методы уменьшения и учета просчетов в амплитудной спектрометрии. Труды научно-инженерного центра «СНИИП». Ядерные измерительно-информационные технологии-99. М.: Измерительно-информационные технологии, 1999, c.145.УДК 550.832.5^ ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АППАРАТУРЫИМПУЛЬСНОГО НЕЙТРОННОГО КАРОТАЖА АИНК-43Е.П. Боголюбов, И.А. Титов, М.В. Шипунов, А.Г. Амурский, к.т.н.В статье рассмотрен опыт внедрения аппаратурно-методического комплекса (АМК) импульсного нейтронного каротажа АИНК-43, выпускаемого во ВНИИА. Представлены порядок взаимодействия с потребителем аппаратуры в части гарантийных обязательств, внедрения и сервисного обслуживания.Разработка аппаратурно-методического комплекса (АМК) АИНК-43 во ВНИИА завершилась в апреле 1998 г. Его краткие технические и метрологические характеристики, а так же методы их определения опубликованы в научно-техническом вестнике [1, 2, 3]. Технические условия на АИНК-43 соответствуют стандарту СТ ЕАГО-043 "Геофизическая аппаратура и оборудование. Аппаратура импульсного нейтронного каротажа. Параметры, характеристики, требования. Методы контроля и испытаний". В период разработки проводились демонстрации и поставка опытных образцов в различные геофизические организации, российские и зарубежные, производственные и научно-исследовательские. К настоящему времени поставлено более 70 комплектов АИНК-43 в Россию и страны ближнего и дальнего Зарубежья. В Среднем Приобъе, Волжском регионе, Казахстане, Калининградской и Полтавской областях АИНК-43 используется, в основном для контроля за разработкой нефтяных месторождений, а немецкой фирмой BLM - для контроля режимов эксплуатации подземных хранилищ газов (ПХГ). В ОАО "Нижневартовскнефтегеофизика" имеется опыт использования АИНК-43 в горизонтальных скважинах. Все поставки сопровождались внедрением АМК с участием специалистов ВНИИА. В результате накоплен определенный опыт в решении проблем, возникающих при освоении новой техники. Наиболее важной на этапе внедрения АИНК-43 была проблема обеспечения и контроля качества на уровне, гарантированном в технических условиях в пределах срока службы. Качество аппаратурно-методического комплекса, на наш взгляд, определяется его метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Метрологические характеристики устанавливаются и проверяются на стандартных образцах горных пород в части основных погрешностей и на испытательных стендах - в части дополнительных погрешностей, вызываемых изменениями окружающей температуры, напряжения питания и механическими воздействиями. Дополнительные погрешности, вызываемые отличием литологии, диаметра скважины и минерализации пластовых и скважинных вод от стандартных образцов, определяются расчетным путем и могут быть проверены или уточнены для конкретных месторождений после проведения большого объема опытно-методических работ. Эксплуатационные характеристики определяют величину затрат геофизической организации на приобретение, внедрение и эксплуатацию аппаратурно-методического комплекса данного типа. К наиболее важным характеристикам относятся: цена комплекса, параметры его надежности и долговечности, стоимость его внедрения и ремонта, стоимость проведения работ и результатов интерпретации данного метода геофизических исследований скважин (ГИС) согласно расценке заказчиком геофизических услуг.При поставках АМК АИНК-43 проводились работы по внедрению, включающие: электрическое, механическое и информационное согласование аппаратуры и программного обеспечения комплекса с аппаратурой и программным обеспечением каротажной станции; проверку метрологических характеристик комплекса в нормальных условиях; проверку воспроизводимости результатов, каротажа в скважинных условиях. При проведении работ осуществлялось обучение персонала каротажной, метрологической, ремонтной и контрольно-интерпретационной служб организации-покупателя в объеме инструкции по эксплуатации и технического описания комплекса. Для контроля стабильности метрологических характеристик при эксплуатации аппаратурно-методического комплекса использовались результаты периодических измерений в бассейне с пресной водой и данные каротажа с интервалами перекрытия. Восстановление метрологических характеристик требуется либо в случае катастрофического отказа одного из блоков, либо в результате постепенного ухудшения характеристик работы и надежности блоков. В любом случае требуется ремонт аппаратуры. Наш опыт внедрения показывает, что наиболее целесообразно ремонт, проводимый силами ремонтной службы организации-покупателя, ограничить диагностикой и заменой отказавшего узла или блока. При этом под узлом понимается печатная плата или моточные изделия с контактными панелями, для замены которых требуются операции отпаивания и припаивания выводов к контактным точкам. Блоки нейтронной трубки, питания и управления нейтронного генератора, наземного пульта управления снабжены разъемными соединителями и для их замены не требуется пайка. Ремонт узлов или блоков производится во ВНИИА, после чего они подвергаются необходимому объему испытаний для выявления скрытых отказов. После успешного прохождения испытаний они возвращаются покупателю. Такой порядок принят для всех блоков, кроме блока нейтронной трубки, который после ремонта используется только для испытаний, а покупателю направляется новый блок: при этом на все блоки, прошедшие ремонт, сохраняются гарантийные обязательства изготовителя. Если ремонтная слу