[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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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