關(guān)于航空放射性測(cè)量發(fā)展的研究及討論

毛偉業(yè)

摘? 要：航空放射性測(cè)量技術(shù)是航空物探技術(shù)中的重要方法，即是將航空放射性儀器安裝在飛行器中，通過(guò)對(duì)放射性元素的含量進(jìn)行測(cè)量，最后使用航空伽馬能量譜議系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到測(cè)量結(jié)果。在當(dāng)前社會(huì)不斷進(jìn)步的背景下，航空放射性測(cè)量有了較大的發(fā)展，基于此文章展開研究和討論，從其發(fā)展歷史入手，研究其測(cè)量系統(tǒng)，并闡述當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，最后指出其發(fā)展趨勢(shì)，以期為航空放射性測(cè)量的發(fā)展研究提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：航空放射性測(cè)量;發(fā)展;研究討論

中圖分類號(hào)：P631.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）16-0056-02

Abstract： Airborne radioactivity measurement technology is an important method in airborne geophysical technology， that is， the airborne radioactivity instrument is installed in the aircraft， the content of radioactive elements is measured， and finally the airborne gamma energy spectrum system is used for analysis. Thus， the measurement results are obtained. In the context of the continuous progress of the current society， airborne radioactivity measurement has made a great development. Based on this， this paper launches the research and discussion， starts with its development history， studies its measurement system， and expounds the current development situation. Finally， its development trend is pointed out， in order to provide reference for the development and research of airborne radioactivity measurement.

Keywords： airborne radioactivity measurement; development; research and discussion

前言

航空放射性測(cè)量又可以稱作航空伽馬測(cè)量以及航空伽馬能譜測(cè)量，其是航空物探測(cè)量領(lǐng)域中的一種重要方法，通過(guò)在飛行器航行的工程中借助伽馬測(cè)量?jī)x器監(jiān)測(cè)伽馬射線的強(qiáng)度以及變化情況，從而可以為研究地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)調(diào)查、油礦勘查等提供依據(jù)和手段。同時(shí)航空放射性測(cè)量技術(shù)具有快速高效、低成本、覆蓋面廣、信息量大的特點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。

1 航空放射性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷史

航空放射性測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)勘查中的開展原理和方法出現(xiàn)于上世紀(jì)20年代，其理論初步成型，隨后經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展探索，加拿大逐漸利用蓋革計(jì)數(shù)器開展的航空放射性測(cè)量試驗(yàn)飛行，并在1948年實(shí)現(xiàn)成功測(cè)量。而短短一年后，即是1949年，美國(guó)以及前蘇聯(lián)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家開始著手設(shè)計(jì)航空閃爍輻射儀，陸續(xù)投入到鈾礦資源的地質(zhì)勘查活動(dòng)中，航空放射性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。而在我國(guó)對(duì)航空放射性測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用是在1955年，1963年由核工業(yè)航測(cè)遙控中心開展了第一次全國(guó)性的航空放射性測(cè)量活動(dòng)，在此之后我國(guó)航空放射性測(cè)量經(jīng)過(guò)了航空物探隊(duì)伍組建、掌握航空物探技術(shù)以及自主研發(fā)航空放射性測(cè)量技術(shù)以及引進(jìn)航空放射性測(cè)量?jī)x器、技術(shù)和擴(kuò)大航空放射性測(cè)量技術(shù)應(yīng)用等階段。經(jīng)過(guò)近六十年的發(fā)展，我國(guó)先后使用過(guò)十多種不同類型的飛行器，共十余種型號(hào)的測(cè)量?jī)x器和多種技術(shù)方法，對(duì)我國(guó)除港澳臺(tái)地區(qū)外進(jìn)行了全面的航空放射性測(cè)量工作，為礦產(chǎn)資源勘測(cè)提供了準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持[1]。

2 航空放射性測(cè)量系統(tǒng)

我國(guó)最初采用的航空放射性測(cè)量方法即是以尋找鈾礦為目標(biāo)，在相關(guān)儀器設(shè)備以及技術(shù)方法應(yīng)用、信息數(shù)據(jù)處理、領(lǐng)航地位等方面都經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)、從人工到自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程。比如上世紀(jì)50年代、60年代所采用的計(jì)數(shù)管發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用大體積晶體探測(cè)器。另外測(cè)量方法從最初的總量測(cè)量發(fā)展到目前，使用多道能譜測(cè)量，由傳統(tǒng)的模擬方式記錄方法轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)前的數(shù)字記錄、在領(lǐng)航定位方面從目視領(lǐng)航到GPS定位、在數(shù)據(jù)處理中由手工加工到計(jì)算機(jī)智能處理等，都有相對(duì)較大的進(jìn)步和發(fā)展。其中最為明顯的即是空中測(cè)量系統(tǒng)，我國(guó)在上世紀(jì)80年代引進(jìn)了美國(guó)以及加拿大的航測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)合空中GPS定位系統(tǒng)以及磁力探測(cè)系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)高度、氣壓高度以及溫度測(cè)試系統(tǒng)等進(jìn)行修正[2]。其次是航空放射性測(cè)量的其他配套設(shè)施，主要是利用正六邊形的航放模型對(duì)于航測(cè)系統(tǒng)的校正，我國(guó)航放模型建在石家莊市西郊大郭村機(jī)場(chǎng)北端，由本底模型、K模型、U模型、Th模型、混和模型組成，單個(gè)模型的規(guī)格為7m邊長(zhǎng)、0.5m厚度。能夠有效的對(duì)航空放射性測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪制。

3 航空放射性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展討論

3.1 航空放射性測(cè)量設(shè)備更新發(fā)展

我國(guó)航空放射性測(cè)量在起步階段主要是以勘查鈾礦資源為主要目的，當(dāng)時(shí)所采用的儀器設(shè)備為前蘇聯(lián)生產(chǎn)的航測(cè)儀和綜合航空物探測(cè)量站。其中伽馬總量測(cè)量?jī)x探測(cè)器是以蓋革米勒計(jì)數(shù)管為主，靈敏度相對(duì)較低。隨后我國(guó)自主研發(fā)的閃爍航空伽馬測(cè)量?jī)x正式投入使用，其靈敏度比原有設(shè)備高出近一倍，而在70年代我國(guó)研究生產(chǎn)的四道航空伽馬能譜儀實(shí)現(xiàn)靈敏度破百，并促使我國(guó)的航空放射性測(cè)量工作進(jìn)入到新的發(fā)展階段，從伽馬總量測(cè)量方法轉(zhuǎn)變?yōu)橘ゑR能譜測(cè)量模式。并且隨后幾年再次更新設(shè)備，使用雙探頭四道伽馬能譜儀，有效的提高了探測(cè)效率。同時(shí)這一過(guò)程中我國(guó)陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)了靈敏度較高的航空放射性測(cè)量設(shè)備以及信息數(shù)據(jù)庫(kù)處理系統(tǒng)，電子計(jì)算機(jī)開始融入到航空物探領(lǐng)域。我國(guó)1986年建立了航空伽馬能譜儀校準(zhǔn)模型標(biāo)準(zhǔn)裝置，從而為測(cè)量工作提供了適當(dāng)?shù)呐涮状胧?，在進(jìn)入到21世紀(jì)后，對(duì)航測(cè)系統(tǒng)中測(cè)量數(shù)據(jù)的磁盤也實(shí)現(xiàn)了更新，重點(diǎn)采用無(wú)源自動(dòng)穩(wěn)譜以及數(shù)據(jù)磁盤記錄等。在我國(guó)步入到新世紀(jì)后，航空放射性測(cè)量的設(shè)備設(shè)施逐漸追趕世界先進(jìn)水平，構(gòu)建了穩(wěn)定性能好、自動(dòng)化程度高的航放測(cè)量配套設(shè)施體系[3]。

3.2 航空放射性測(cè)量工作成果進(jìn)展

在我國(guó)航空放射性測(cè)量起步的前十年間，相關(guān)測(cè)量工作團(tuán)隊(duì)利用綜合航空物探測(cè)量站，應(yīng)用紙帶記錄數(shù)據(jù)以及領(lǐng)航員目視領(lǐng)航的方法、空投石灰包等方法在空中實(shí)施定位，并開展了伽馬總量測(cè)量。截至到2014年我國(guó)航空放射性測(cè)量工作成果如表1所示。

到如今經(jīng)過(guò)近七十年的發(fā)展，我國(guó)航空放射性測(cè)量工作共完成372片測(cè)區(qū)，飛行測(cè)線達(dá)到了1238.5×104km，在不同比例尺中航空放射性測(cè)量工作覆蓋面積為622.8×104km2，通過(guò)對(duì)異常航放的勘查和發(fā)展以及對(duì)地質(zhì)環(huán)境主要要素的分析，預(yù)測(cè)我國(guó)鈾礦資源以及金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)多達(dá)600余片，而且我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床有超過(guò)90%的分布數(shù)量在航空放射性測(cè)量資料圈定的遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)或附近，充分體現(xiàn)了航空放射性測(cè)量技術(shù)的重要性和應(yīng)用價(jià)值。

4 航空放射性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)的航空放射性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步而發(fā)展的，在對(duì)鈾礦資源迫切需求的前提下，開展對(duì)鈾礦資源的航放測(cè)量，能夠促使勘查活動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向到復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域和高原空白區(qū)、高山空白區(qū)。因此在未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中，航空放射性測(cè)量的重點(diǎn)是解決相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，進(jìn)一步提高對(duì)待探測(cè)地區(qū)或目標(biāo)的分辨率。所以我國(guó)航空放射性測(cè)量將會(huì)朝向高精度、大比例尺的方向發(fā)展，在找礦難度升級(jí)的背景下，提高測(cè)量精度，探索和嘗試在地形復(fù)雜的山區(qū)、沙漠以及高原地區(qū)展開測(cè)量，充分代替地面放射性測(cè)量工作，提高測(cè)量和找礦的效率。

其次是趨向集約化方向發(fā)展，由于在航放測(cè)量過(guò)程中，會(huì)受到多種因素的影響和制約，為了提高航放測(cè)量技術(shù)與其他航放綜合測(cè)量的效率和質(zhì)量，需要采用航空物探綜合測(cè)量方法，因此要大力發(fā)展航重、航磁以及航電集成測(cè)量模式。

其三是趨向無(wú)人值守以及無(wú)人機(jī)方向發(fā)展，在現(xiàn)代社會(huì)中航放測(cè)量?jī)x器逐漸呈現(xiàn)智能化和自動(dòng)化特征，在遠(yuǎn)程控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的支持下，可以通過(guò)無(wú)人值守和無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)提高測(cè)量工作效率的目標(biāo)，同時(shí)也能夠減少測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)，擴(kuò)大測(cè)量半徑，解決復(fù)雜地形的測(cè)量難題。

其四是趨向高原和高山無(wú)人區(qū)測(cè)量，現(xiàn)階段我國(guó)的找礦工作正逐漸延伸到高原空白區(qū)以及高山空白區(qū)，但是由于其環(huán)境相對(duì)惡劣，地面放射性測(cè)量難以開展，具有較高的風(fēng)險(xiǎn)性。而航空放射性測(cè)量工作則能夠利用直升機(jī)等實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位和高空測(cè)量，從而填補(bǔ)我國(guó)高原、高山礦產(chǎn)資源勘查的空白。除此之外，航放測(cè)量還會(huì)朝向成礦預(yù)測(cè)多元化信息方向以及地質(zhì)找礦向環(huán)境調(diào)查方向發(fā)展，增強(qiáng)我國(guó)的自主研發(fā)和科技創(chuàng)新能力，構(gòu)建具有中國(guó)特色的航空放射性測(cè)量工作體系，以推動(dòng)我國(guó)的測(cè)量事業(yè)健康、良好發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，航空放射性測(cè)量對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較大的推動(dòng)作用，因此研究人員及相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)航空放射性測(cè)量技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，通過(guò)當(dāng)前的發(fā)展進(jìn)展以及實(shí)際的工作需求，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)以及航放測(cè)量工作的應(yīng)用前景，進(jìn)一步完善航放測(cè)量工作的配套設(shè)施和技術(shù)，擴(kuò)大測(cè)量覆蓋范圍，提高找礦精度和效率，從而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平有效提高。

參考文獻(xiàn)：

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