關(guān)于航空放射性測量發(fā)展的研究及討論

毛偉業(yè)

摘? 要：航空放射性測量技術(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，通過對放射性元素的含量進(jìn)行測量，最后使用航空伽馬能量譜議系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到測量結(jié)果。在當(dāng)前社會不斷進(jìn)步的背景下，航空放射性測量有了較大的發(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，以期為航空放射性測量的發(fā)展研究提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：航空放射性測量;發(fā)展;研究討論

中圖分類號：P631.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

航空放射性測量又可以稱作航空伽馬測量以及航空伽馬能譜測量，其是航空物探測量領(lǐng)域中的一種重要方法，通過在飛行器航行的工程中借助伽馬測量儀器監(jiān)測伽馬射線的強(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。同時航空放射性測量技術(shù)具有快速高效、低成本、覆蓋面廣、信息量大的特點，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要作用。

1 航空放射性測量技術(shù)的發(fā)展歷史

航空放射性測量技術(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)過二十年的發(fā)展探索，加拿大逐漸利用蓋革計數(shù)器開展的航空放射性測量試驗飛行，并在1948年實現(xiàn)成功測量。而短短一年后，即是1949年，美國以及前蘇聯(lián)、英國、加拿大等國家開始著手設(shè)計航空閃爍輻射儀，陸續(xù)投入到鈾礦資源的地質(zhì)勘查活動中，航空放射性測量技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。而在我國對航空放射性測量技術(shù)的應(yīng)用是在1955年，1963年由核工業(yè)航測遙控中心開展了第一次全國性的航空放射性測量活動，在此之后我國航空放射性測量經(jīng)過了航空物探隊伍組建、掌握航空物探技術(shù)以及自主研發(fā)航空放射性測量技術(shù)以及引進(jìn)航空放射性測量儀器、技術(shù)和擴(kuò)大航空放射性測量技術(shù)應(yīng)用等階段。經(jīng)過近六十年的發(fā)展，我國先后使用過十多種不同類型的飛行器，共十余種型號的測量儀器和多種技術(shù)方法，對我國除港澳臺地區(qū)外進(jìn)行了全面的航空放射性測量工作，為礦產(chǎn)資源勘測提供了準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持[1]。

2 航空放射性測量系統(tǒng)

我國最初采用的航空放射性測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)歷了從低級到高級、從人工到自動化的發(fā)展過程。比如上世紀(jì)50年代、60年代所采用的計數(shù)管發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用大體積晶體探測器。另外測量方法從最初的總量測量發(fā)展到目前，使用多道能譜測量，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算機(jī)智能處理等，都有相對較大的進(jìn)步和發(fā)展。其中最為明顯的即是空中測量系統(tǒng)，我國在上世紀(jì)80年代引進(jìn)了美國以及加拿大的航測系統(tǒng)，通過結(jié)合空中GPS定位系統(tǒng)以及磁力探測系統(tǒng)對雷達(dá)高度、氣壓高度以及溫度測試系統(tǒng)等進(jìn)行修正[2]。其次是航空放射性測量的其他配套設(shè)施，主要是利用正六邊形的航放模型對于航測系統(tǒng)的校正，我國航放模型建在石家莊市西郊大郭村機(jī)場北端，由本底模型、K模型、U模型、Th模型、混和模型組成，單個模型的規(guī)格為7m邊長、0.5m厚度。能夠有效的對航空放射性測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪制。

3 航空放射性測量技術(shù)的發(fā)展討論

3.1 航空放射性測量設(shè)備更新發(fā)展

我國航空放射性測量在起步階段主要是以勘查鈾礦資源為主要目的，當(dāng)時所采用的儀器設(shè)備為前蘇聯(lián)生產(chǎn)的航測儀和綜合航空物探測量站。其中伽馬總量測量儀探測器是以蓋革米勒計數(shù)管為主，靈敏度相對較低。隨后我國自主研發(fā)的閃爍航空伽馬測量儀正式投入使用，其靈敏度比原有設(shè)備高出近一倍，而在70年代我國研究生產(chǎn)的四道航空伽馬能譜儀實現(xiàn)靈敏度破百，并促使我國的航空放射性測量工作進(jìn)入到新的發(fā)展階段，從伽馬總量測量方法轉(zhuǎn)變?yōu)橘ゑR能譜測量模式。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，有效的提高了探測效率。同時這一過程中我國陸續(xù)從國外引進(jìn)了靈敏度較高的航空放射性測量設(shè)備以及信息數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)，電子計算機(jī)開始融入到航空物探領(lǐng)域。我國1986年建立了航空伽馬能譜儀校準(zhǔn)模型標(biāo)準(zhǔn)裝置，從而為測量工作提供了適當(dāng)?shù)呐涮状胧谶M(jìn)入到21世紀(jì)后，對航測系統(tǒng)中測量數(shù)據(jù)的磁盤也實現(xiàn)了更新，重點采用無源自動穩(wěn)譜以及數(shù)據(jù)磁盤記錄等。在我國步入到新世紀(jì)后，航空放射性測量的設(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、自動化程度高的航放測量配套設(shè)施體系[3]。

3.2 航空放射性測量工作成果進(jìn)展

在我國航空放射性測量起步的前十年間，相關(guān)測量工作團(tuán)隊利用綜合航空物探測量站，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施定位，并開展了伽馬總量測量。截至到2014年我國航空放射性測量工作成果如表1所示。

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

4 航空放射性測量技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國的航空放射性測量技術(shù)的發(fā)展是隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步而發(fā)展的，在對鈾礦資源迫切需求的前提下，開展對鈾礦資源的航放測量，能夠促使勘查活動逐步轉(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)。因此在未來的發(fā)展進(jìn)程中，航空放射性測量的重點是解決相對復(fù)雜的地質(zhì)問題，進(jìn)一步提高對待探測地區(qū)或目標(biāo)的分辨率。所以我國航空放射性測量將會朝向高精度、大比例尺的方向發(fā)展，在找礦難度升級的背景下，提高測量精度，探索和嘗試在地形復(fù)雜的山區(qū)、沙漠以及高原地區(qū)展開測量，充分代替地面放射性測量工作，提高測量和找礦的效率。

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

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

其四是趨向高原和高山無人區(qū)測量，現(xiàn)階段我國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)境相對惡劣，地面放射性測量難以開展，具有較高的風(fēng)險性。而航空放射性測量工作則能夠利用直升機(jī)等實現(xiàn)衛(wèi)星定位和高空測量，從而填補(bǔ)我國高原、高山礦產(chǎn)資源勘查的空白。除此之外，航放測量還會朝向成礦預(yù)測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)我國的自主研發(fā)和科技創(chuàng)新能力，構(gòu)建具有中國特色的航空放射性測量工作體系，以推動我國的測量事業(yè)健康、良好發(fā)展。

5 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洪超.航空γ能譜測量在我國輻射環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2020，32（02）：125-127.

[2]倪衛(wèi)沖，蔡文軍，高國林.航空γ能譜探測人工放射性核素檢測限研究[J].核技術(shù)，2018，41（10）：24-29.

[3]李懷淵，江民忠，陳國勝，等.我國航空放射性測量進(jìn)展及發(fā)展方向[J].物探與化探，2018，42（04）：645-652.