[发明专利]一种基于缪子动量的地球物理探测方法及系统在审
申请号: | 202211720321.X | 申请日: | 2022-12-30 |
公开(公告)号: | CN116106979A | 公开(公告)日: | 2023-05-12 |
发明(设计)人: | 葛健;杨志锐;胡祥云;董浩斌;刘双;张恒磊 | 申请(专利权)人: | 中国地质大学(武汉) |
主分类号: | G01V5/00 | 分类号: | G01V5/00;G01N9/24 |
代理公司: | 武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 | 代理人: | 徐欢 |
地址: | 430000 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 动量 地球物理 探测 方法 系统 | ||
1.一种基于缪子动量的地球物理探测方法,其特征在于,包括:
S1:搭建无物体区和待检测区,在无物体区放置探测器A,在待检测区放置待检测物体和探测器B;
S2:获得探测器B记录的待检测区的缪子多重库伦散射角θMS,获得探测器A记录的无物体区的缪子多重库伦散射角θMS0;
S3:通过θMS计算获得待检测区的缪子动量P,通过θMS0计算获得无物体区的缪子动量P0;
S4:通过P计算获得待检测区的缪子能量值Ec,通过P0计算获得无物体区的缪子能量值E0;
S5:通过Ec和E0计算获得实际能量损失值Et,通过Et计算获得待检测物体的材料不透明度δ,通过δ计算获得待检测物体的材料密度ρ。
2.根据权利要求1所述的基于缪子动量的地球物理探测方法,其特征在于,步骤S3具体为:
待检测区的缪子动量P的计算公式为:
其中,β为缪子速度与光速的比值;p为待检测区的缪子动量,单位为MeV/c;L为缪子通过探测器中铁板的长度;X0为探测器的辐射长度;
无物体区的缪子动量P0的计算公式为:
其中,P0为无物体区的缪子动量,单位为MeV/c。
3.根据权利要求1所述的基于缪子动量的地球物理探测方法,其特征在于,步骤S4具体为:
通过待检测区的缪子动量p计算获得待检测区的缪子能量值Ec,计算公式为:
通过无物体区的缪子动量P0计算获得无物体区的缪子能量值E0,计算公式为:
其中,mμ为缪子的静止质量,c为光速值。
4.根据权利要求1所述的基于缪子动量的地球物理探测方法,其特征在于,步骤S5具体为:
实际能量损失值Et的计算公式为:Et=E0-EC;
待检测物体的材料不透明度δ的计算公式为:
其中,a函数表示电离引起的能量损失,b函数表示原子核相互作用和正负电子对的产生;
待检测物体的材料密度ρ的计算公式为:
其中,L为缪子穿过待检测物体的轨迹,η为沿缪子穿过岩石体积的轨迹L所测量的坐标。
5.一种基于缪子动量的地球物理探测系统,其特征在于,包括:
搭建模块,用于搭建无物体区和待检测区,在无物体区放置探测器A,在待检测区放置待检测物体和探测器B;
散射角探测模块,用于获得探测器B记录的待检测区的缪子多重库伦散射角θMS,获得探测器A记录的无物体区的缪子多重库伦散射角θMS0;
缪子动量计算模块,用于通过θMS计算获得待检测区的缪子动量P,通过θMS0计算获得无物体区的缪子动量P0;
缪子能量值计算模块,用于通过P计算获得待检测区的缪子能量值Ec,通过P0计算获得无物体区的缪子能量值E0;
材料密度计算模块,用于通过Ec和E0计算获得实际能量损失值Et,通过Et计算获得待检测物体的材料不透明度δ,通过δ计算获得待检测物体的材料密度ρ。
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