放射性同位素测井的应用探析
摘要：本文主要分析了放射性同位素测井的应用范围，除了在油藏动态检测中广泛应用外，其还向油田后期开发、剩余油研究、油藏数值模拟等研究方向发展。对同位素示踪法用于吸水剖面测试问题进行分析，探讨其形成的原因以便提升技术质量。
关键词：放射性同位素；测井；注水
1、放射性同位素测井应用
随着该技术的不断成熟和推广应用，其已经成为我国水驱油田注水剖面测井的主要监测手段。除了在油藏动态检测中广泛应用外，其还向油田后期开发、剩余油研究、油藏数值模拟等研究方向发展。其应用有如下几个方面：
1.1检查漏失、串槽井段，为封堵提供支持
由于固井质量差或者固井后由于射孔及其他施工使得水泥环破坏，则可造成层间串通形成串槽，进而对采油或注水造成严重影响。为了封堵管外的串槽和漏失点，应该先找到串槽井段，而放射性测井可以很好的提供这些信息。对于油层找串通常注入活化油，对于水层找串则相应注入活化水。通过测量注入前后伽马曲线并进行对比，若发生串槽，则除了注入层外，在曲线上必会有其它层段伽马曲线值相对于基线值显著增加，从而可以确定串槽井段，进而为封堵提供支持。
1.2检查封堵情况
串槽、油井中部分层段出水、误射孔等井段需要二次注水泥封堵，封堵效果可以用放射性同位素测井检查。先测一条伽马曲线作为基线参考，然后向封堵井段挤入加入放射性同位素的水泥，再次测量伽马曲线，通过比较两次测得的伽马曲线即可判断出封堵效果：若封堵层段因挤入活化水泥后曲线幅度明显变大则表明封堵良好，反之则说明封堵效果差。
1.3 检查酸化压裂效果
在低孔低渗储层中，常需要采用一定的措施才能提高油田的采收率和产能，现今压裂酸化就是最常用的方法。将放射性同位素加入压裂液中，将压裂液压入目的地层，测量压裂前后的两条伽马射线曲线，通过对比即可判断出压裂效果：若在压裂层段两条曲线具有明显的幅度差，则说明压裂效果明显，反之则说明压裂效果差，压裂液未被压进地层。
1.4 确定水泥面返回高度，判断固井质量
放射性同位素C 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C 和放射性同位素14C，14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。一、14C测年法自然界中的14C 是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。碳-14不仅存在于大气中，随着生物体的吸收代谢，经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰变，致使碳-14在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。当生物体死亡后，新陈代谢停止，由于碳-14的不断衰变减少，因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定，就可以准确算出生物体死亡（即生存）的年代。例如某一生物体出土化石，经测定含碳量为M克（或碳-12的质量），按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出，生物体活着时，体内碳-14的质量应为 m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一，根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了，即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W．F．利比因发明了放射性测年代的方法，为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝
尔化学奖。由于碳-14含量极低，而且半衰期很长，所以用碳-14只能准确测出5～6万年以内的出土文物，对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，利用碳-14测年法是无法测定出来的。二、碳-14标记化合物的应用碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12，并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。自 20世纪 40年代，就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和应用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一，碳-14半衰期长，β期线能量较低，空气中最大射程 22cm，属于低毒核素，所以碳-14标记化合物产品应用范围广。至80年代，国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等，品种已达近千种，约占所有放射性标记化合物的一半。以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液（血液或尿液）在化验室分析后，即可进行疾病诊断。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强，灵敏度高，准确性和精密性好，许多疾病就可能在早期发现，为有
放射性同位素应用与发展 一百年前天然放射性的发现，引起了人类对宇宙认识和知识更新的一场伟大变革。正是由于这场科学思想上的革命，在经历了半个世纪的探索和奋斗后，终于打开了核能的巨大宝库。当今全世界有４３７座核电站在运行，另有３０座核电站在建造，核电已占世界总发电量的１７％。 放射性元素及放射性同位素的应用业已遍及医学、工业、农业和科学研究等各个领域。在很多应用场合，放射性同位素至今尚无代用品；在很多其它应用场合，它要比现有可替代的技术或流程更有效、更便宜。目前，世界上总共有３２个国家拥有核电。与此相比，放射性同位素几乎已在全球所有国家使用。其中有５０个国家拥有进行同位素生产或分离的设施。其中一些国家的同位素生产部门已成为经济活动中一个相当重要的组成部分。 放射性同位素（以下简称同位素）主要由研究反应堆和回旋加速器生产。同位素生产设施还包括了核动力厂、同位素分离装置和非专门从事同位素生产的普通加速器。 全球有将近３００台放射性同位素生产装置或设备。重要的同位素生产设施大约只有５０个国家拥有。大量共享的生产设施属于经济合作和发展组织（ＯＥＣＤ）。此外，主要的同位素生产国家还有中国、印度、俄罗斯和南非。 正在运行的研究堆在全世界有３００个，但只有将近１００个堆用作同位素生产（占运行时间的５％或更多一些）。其中包括６个高通量堆，主要生产６０Ｃｏ和２５２Ｃｆ。俄罗斯的２个快中子堆生产８９Ｓｒ。大多数同位素由研究堆生产，主要有９９Ｍｏ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ和１３１Ｉ等。亚洲正在建造或计划建造新的研究堆，同位素生产能力期望会迅速增加。而欧洲和北美，现有的反应堆在老化，一旦关闭，还没有计划用新的装置来取代他们。目前有几个核电厂，如加拿大、阿根廷的压管式重水堆和俄国的ＲＢＭＫＳ堆正在生产６０Ｃｏ。另一些国家包括法国、俄国、英国和美国在用一些研究堆生产民用氚。 全世界有１８０多台加速器在生产放射性同位素。其中约有５０台回旋加速器致力于放射性药物生产。他们生产的主要同位素是２０１Ｔｌ以及少量的１２３Ｉ、６７Ｇａ和１１１Ｉｎ。还有大约１２５台回旋加速器致力于ＰＥＴ工作。由于这类应用正在扩展，全球估计每年要建造２５台。由ＰＥＴ回旋加速器生产的主要同位素有１８Ｆ、１１Ｃ、１３Ｎ和１５Ｏ。此外，还有一些非专门从事同位素生产的普通加速器。 同位素分离设施包括工厂，车间和热室。在这里放射性同位素从裂变产物或放射性废料中提取出来。４家具有工业规模的设施（在比利时、加拿大、荷兰和南非运行）和几个小的车间（在阿根廷、澳大利亚、挪威、俄罗斯和中国运行）正在从事由裂变产物中提取９９Ｍｏ。 另一些设施（包括热室）正在生产１３７Ｃｓ和８５Ｋｒ。这些设施的大多数在印度、俄罗斯和美国运行。大约１０个热室（在法国、德国、俄罗斯、英国和美国）采用很成熟的流程，从乏燃料中分离出超铀元素和α发射体。 在科学研究中，同位素的应用已深入到了生物医学、遗传工程、材料科学和地球科学。医学应用在同位素诸多有益应用领域里最为活跃。广泛而又多样的工业应用覆盖了众多的工业部门。辐射育种、昆虫不育和食品保藏等技术促进了农业的可持续发展。另一些应用还包括环境污染的监测与去除以及正在扩大的安全检查体系等。
放射性测井 放射性测井（核测井）是测量记录反映岩石极其孔隙流体的核物理性质的参数，研究井剖面岩层性质的一类测井方法。 特点：不受井眼介质限制，在裸眼井和套管井、各种钻井泥浆的井中均可测，能进行套管井的地层评价，能够快速分析和确定岩石及其孔隙流体各种化学元素。 分类：按使用的放射性源或测量的放射性类型分 1、伽马测井：以研究伽马辐射为基础，包括GR、NGS、地层密度、岩性密度、放射性同位素示踪测井等。 2、中子测井：以研究中子与岩石及孔隙流体相互作用为基础，包括热中子、超热中子、中子伽马、脉冲中子非弹性散射伽马能谱、中子寿命及活化测井等。 第七章自然伽马测井和放射性同位素测井岩石中含有天然的放射性核素主要是铀系,钍系和钾的放射性同位素. 自然伽马测井：用伽马射线探测器测量岩石总的自然射线强度，以研究井剖面地层性质； 自然伽马能谱测井：在井内对岩石自然伽马射线进行能谱分析,分别测量层内铀、钍、钾含量来研究井剖面地层性质。 第一节伽马测井的核物理基础 一、放射性核素和核衰变 1.核素和同位素 核素：指原子核具有一定数目质子和中子,并处在同一能态上的同类原子。 同位素：指核中质子数相同而中子数不同的核素,它们在元素周期表中占有同一位置。 2.稳定核素和放射性核素 稳定核素:不会自发衰变为另一种核. 放射性核素:原子核能自发地发生衰变,由一种核变为另一种核. 核衰变时发射的三种射线:γ、β、α。 γ——高频电磁波（光子流），穿透能力强，较被测井仪测定（放射性测井探测的主要对象）
β——高速电子流，带负电，穿透能力差； α——氦核组成的离子流，带正电，穿透能力最差。 3.核衰变定律: 放射性核素——放射出带电粒子（β、α）——激发态的新原子核——辐射γ——稳太的原子核，这个过程称为核衰变。 放射性核数随时间减小而遵循一定的规律，即核衰变定律： t o e N t N λ-=)( N0—初始原子个数；λ—衰变常数（表示衰变速度的参数），表示单位时间每个核发生衰变的几率，λ越大，衰变速度越快。 半衰期: 放射性核素因衰变而减少到原来一半所需的时间。 λ693 .0=T ，常见放射性核素的半衰期见表7-1，117页。 4.放射性活度 活度(强度):一定量的放射性核素在单位时间内发生衰变的核素。 单位:1Ci(居里)=3.7X1010核衰变/秒 贝克:1Bq = 1 次核衰变/秒 比度(浓度):放射性核素的放射性活度与其质量之比。 二、岩石的放射性核素 1.主要放射性核素 起决定作用的是铀系，铀系和钾。 2.伽马能谱 不同的核衰变放出的γ能量不同，一般谱成分太多，只选择代表性的伽马射线来识别： 铀系选 92U 238 钍系选 90Th232 钾 19K 40 三、岩石的自然放射性与岩石性质的关系 1.总放射性 (1)沉积岩的放射性低于岩浆岩和变质岩； (2)沉积岩中自然伽马放射性随泥含量的增加而增加。 粘土中:蒙脱石，伊利石，高岭石，绿泥石(降低)
示踪技术 示踪方法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32（半衰期为14.28天，发射1.7兆电子伏的β粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位置，就能得到磷的摄入率和累积率的准确资料。同样，给人体注射无害的放射性钠-24（半衰期15.03小时）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。为了医学诊断的目的，希望引入足够的放射性物质以便提供所需要的数据，但是放射性物质不能达到有害于人体的程度。 再如，监视掺合了放射性同位素流体的行踪可以确定许多种物质的流速，如人体中的血液，输油管中的石油或排入江河中的污水等。利用示踪技术还可以对生物体内的农药形式进行分析，研究农药施用后发生的变化及其在生态系统中运动的规律。 有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能--在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。 利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等此外，由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些“仓库”包括果实（像稻米、小麦）、茎（像土豆）、根块（像甘薯）等。所有这些自然界的巧妙安排和行为，也都是在利用示踪剂--二氧化碳-14进行研究之后才得以解释清楚。目前，除了碳-14以外，还可配合使用其它的放射性同位素，如磷-32、氢-3等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。 还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法。正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展。 中子活化分析 活化分析是一种揭示微量杂质的存在及其数量的分析方法。用中子（如反应堆中子）辐照可能含有某种痕量元素的材料样品，不同的原子核吃掉慢中子后产生的放射性同位素会进行完全不同的核衰变，通过测量其发射的β或γ射线的特有能量和强度，就能得到有关杂质的含量。即使是肉眼看不见的像尘埃那么大小的物料，只要放到反应堆里照射一下，就能定量地测定出其中所包含的许多种微量元素。 这种测定方法用途广泛。例如，调查直升飞机喷洒农药的分散效果。农药散布到稻田以后，从各个不同部位采集稻秧，放到反应堆中照射，经过活化分析，便可测出微量农药的放射性。从而可以知道每颗稻秧上粘附的农药量。根据这些测定数据可以绘制出农药散布量的分布图。 为了调查由工厂排出的煤烟或废水引起的公害，也常常离不开使用活化分析。例如，对大气中的微量尘埃取样，进行活化分析，就能获得很多有关大气的情报。如尘埃中含有哪些元素？每种元素的含量是多少。也可以查清城市废物焚烧炉、各种锅炉、钢铁厂的冶炼电炉等不同污染源与环境污染的关系等等。另外，活化分析也可以研究煤烟或废水是如何扩散的？ 活化分析技术应用于侦破化学，也是很有成效的。通常，刚打过手枪的罪犯，在衣服袖口和前胸等部位总是附着一些硝烟痕迹。从嫌疑犯的衣服上剪下一小片，放到反应堆中接受照射，进行活化分析。于是，硝烟中的各种微量元素，比如锑、钡等等便可以清清楚楚地显示出来。然后，把这些数据与被害者身上测到的数据进行对照，就能弄清两者是否相同。从而可以拿出罪犯料想不到的铁证。 此外，对于罪犯留在作案现场的毛发，也常常要透过活化分析来进行调查研究。比如，某小汽车后面的行李箱内所发现的头发是不是被害者的，便可透过活化分析来判断。在这里不必
第九章 放射性测井 放射性测井是根据岩石和介质的核物理性质，研究钻井地质剖面，寻找油气藏以及研究油井工程的地球物理方法。 放射性测井方法，按其探测射线的类型可分为两大类，即探测伽马射线的伽马测井法和探测中子的中子测井法。 ?????? ???????????????????脉冲中子测井中子伽马测井中子测井确定孔隙度）中子测井岩性密度密度测井自然伽马能谱自然伽马泥质含量、划分岩性）伽马测井放射性测井(( 放射性测井的优点：１、裸眼井、套管井内均可进行测井；２、在油基泥浆、高矿化度泥浆以及干井中均可测井；３、是碳酸岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少的测井方法。但是它的测速慢，成本高。由于生产和解释方法的改进，放射性测井解决生产问题的范围不断扩大，它仍是一项重要的测井方法。特别是核磁共振测井仪的研制成功，更加扩大了放射性测井的应用范围。 第一节 放射性测井的基本知识 一、原子核的衰变及其放射性 １、原子的结构 ????????负电荷 核外电子：带一个单位：不带电 中子位正电荷氢的原子核，带一个单质子原子核Ａ原子(N):(Z) ２、核素和同位素 核素：是指原子核中具有一定数目质子和中子并在同一能态上的同类原子，同一核素的原子核质子数和中子数相等。 同位素：是指核中质子数相同而中子数不同的核素，它们在元素周期表中占同一位置。 ３、核衰变 放射性同位素的原子核自发地发生分解，转变成另外某种原子核，并放出放射性射线λβα、、，这种现象叫核衰变，放出放射性射线的性质叫放射性。如： -+→β40204019Ca K
λβ+→→+-4018*40184019A A K 任何放射性元素衰变时，其原子核数量都是按下列规律减少的： t e N N λ-=0 N 0：放射性元素的初始量；N ：经过时间t 后的放射性元素量；λ：衰变常 数，表征衰变速度的常数。由上式可看出，随着t ↗，放射性元素的原子数↘，当t →∞，原子数量越接近于零。 除了用λ外，还用半衰期T 来说明衰变的速度。半衰期就是从放射性元素原子核的初始量，开始到一半原子已发生衰变时所经历的时间，T 和λ有如下关系：λ693 .0=T 。 λ越大，T 越短，放射性元素的衰变越快。 ４、放射性射线的性质 在放射性射线中γβα、、，此外还有其它射线，这里只介绍γβα、、射线。 ①α射线：是氢的原子核流，氢的原子核是4 2He ，因其质量大，易引起物质的电离或激发，被物质吸收，所以它在物质中运动时，射程很小，在空气中为 2.5cm 左右，在岩石中和金属矿层中，约为数十万分之一米，因α射线穿透能力很差，所以在井内探测不到α射线。 ②β射线：是高速运动的电子流。它在物质中的射程也较短。 ③γ射线：是频率很高的电磁波（波长为3x10-11～10-9cm ）或光子流，不带电荷，但其能量很高，一般在几十万电子伏特以上，并且有很强的穿透能力，例如要使给定的γ射线强度减弱到一半，则需要穿过12.7mm 厚的铅层(铅的吸收能力很强)，所以γ射线在放射性测井中能被探测到而得到利用。 5、伽马射线与物质的作用 γ射线穿过物质时，与构成物质的原子发生作用，主要产生如下现象：光电效应，康普顿效应，电子对效应。 (1) 光电效应：γ射线穿过物质，与构成物质的原子中的电子相碰撞，γ量子将 其所有能量交给电子，使电子脱离原子而运动形成光电子，γ量子本身则整个被吸收，这种效应称为光电效应。光电效应和γ射线的能量与吸收物质的原子序数有密切关系，随原子序数增加而迅速增大，但随射线能量增大光电效应迅速减小。（岩性密度测井的部分原理）
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 放射性同位素安全操作规程(通 用版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
放射性同位素安全操作规程(通用版) 2.1、放射源在工作时，工作人员与放射源应保持规定的安全距离避免不必要的接近放射源，在保证安全的前提下操作放射源。 2.2、禁止非工作人员进入放射源工作区域。 2.3、未经有关部门批准，严禁移动放射源及照射方位，对擅自移动放射源造成放射事故，依法从严惩处。 2.4、放射源及设备发生故障时，操作人员应立即报告，由专业维修人员来处理，未经许可操作人员不准乱动放射源及设备。 2.5、操作人员必须接受业务和防护技术知识培训，必须持证上岗。 2.6、操作人员上岗必须穿戴工作服、工作帽、口罩、手套等个人防护用品，否则禁止工作。 2.7、放射性操作的场地范围，每天必须清扫卫生，保持设备整
洁，减少粉尘污染。 2.8严格交接班制度，做好工作记录，做好保卫安全工作，发生事故应立即上报，坚守工作岗位，认真操作，杜绝绝事故发生。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
放射性同位素及辐射技术 1、奇特的同位素 2、同位素的三个特性 3、放射性同位素使用技术 4、2、工业上的应用 5、检测 6、放射性废物的利用 7、辐射技术的应用 8、改进材料性能 9、3、农业中的应用 10、引发种子的变异 11、棉花育种 12、辐射引变 13、根茎叶的侦察兵 14、用示踪法观察作物生长 15、监测农药无公害 16、揭开光合作用的奥秘 17、食品保鲜 18、请放心食用辐照食品 19、辐照灭菌 20、使害虫断子绝孙 21、4、医学上的应用 22、核医学 23、医学跟踪 24、各种放射分析 25、同位素造影术 26、金-198肝扫描 27、放射治癌 28、伽玛刀 29、放射性消毒 30、5、考古辨伪侦察 31、碳-14考古年代 32、核技术对中国历史学的贡献 33、三星堆－另一支史前文化？
34、耶稣基督“裹尸布”的传说 35、拿破仑死亡之谜 36、古老的照片复活 37、微量元素的定性及定量测定 38、高超的侦破技术 39、6、保护环境安全 40、分析环境污染情况 41、对火灾及毒气报警 42、不灭的长明灯 43、同位素避雷针 44、避雷功能更为强大 同位素的三个特性 在形形色色的原子能图象中，放射性同位素的奇妙特性及广泛用途令人眼花缭乱，最具有戏剧性。 前面我们介绍过，1869年，俄国的门捷列夫和德国的迈耶各自独立地发现了元素周期律，排出了元素周期表，那时化学家们知道的元素只有几十种。现在，已经发现的元素已经达到100多种，目前的元素周期表已经比当年门捷列夫列出的元素周期表要详尽多了。 在元素周期表中，一个元素占一个位置。后来，科学家 又进一步发现，同一位元素的原子并不完全一样，有的 原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变， 有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的 原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质的原 子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射 性同位素。放射性同位素具有以下三个特性： 第一，能放出各种不同的射线。有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线。还有中子射线。其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷。 第二，放出的射线由不同原子核本身决定。例如钴－60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴－60最终变成了稳定的镍－60。 第三，具有一定的寿命。人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期。例如钴－60的半衰期大约是5年。 核技术中的同位素和辐射的应用，给许多重要的经济活动和社会生活带来好处。现代核物理学的研究成果，产生了一些观察和测量物理、化学和生物过程的新方法，从而加强了对这些未知过程的了解，这对于人类对自己的认识和生存、发展与进步有重要的意义，与此同时，同位素的分离和鉴别使我们掌握了多方面的技能，带动了电子学、光学和机器制造技术的发展。
浅论放射性同位素示踪技术的应用-----《原子物理》课程论文 这学期通过学习XX老师的《原子物理》课程，我对原子物理其中一个领域—放射性同位素产生了很大的兴趣，这兴趣源于我在高中时期对生物学科中同位素示踪法的学习经历，当时我就感觉这一技术十分奇妙，但不明原理，《原子物理》课程让我认识并理解了物理和生物两大学科之间的这一联系。课堂上老师简明扼要地介绍了一些有关的应用，但是我仍不满足。老师只能作为课程的引路人，为学生指明入门方向，要想横向更加广泛地，纵向更加深入地了解这一课程的某个领域还是要学生在课外多方搜集资料，筛选整合有价值的信息，通过比较和研究，最终形成自己对这一领域的独特而深刻的认识，放射性同位素的应用浩瀚广博，即使仅仅只谈它的示踪技术应用，也远非我这篇小论文可以概述详尽的，所以我也只能用“浅论”这两个字。下面我就对放射性同位素示踪技术的应用进行浅显的介绍和论述。 具体论述前我们首先要明确相关的基本概念，无论结构多么复杂的物理学大厦，它的地基都是由一块块叫做“基本概念”的砖石筑成的。基本概念不明晰，我们就无法理解为什么放射性同位素具有如此广泛而丰富的应用。那么什么是“放射性同位素”呢？科学家发现，元素周期表中同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质（质子数相同，但中子数不同）的原子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素。 放射性同位素不断发出射线，它到哪里，人们就可以追踪到哪里，可作为示踪剂使用。示踪剂可以是示踪原子，也可以做成示踪化合物。因为加入示踪剂之后，就像贴上标记一样，所以又称之为标记化合物。人们已经用氚、碳-14、磷-32、硫-35、碘-125等许多核素合成了许许多多标记化合物。用放射性同位素示踪技术（以下简称示踪技术）作检测，具有灵敏度高、方法简便、干扰少、准确性好等优点，因此，在工农业生产、医疗、环保、国防和科学研究等许多领域有着十分广泛的应用，并且这种应用还在迅速扩展。 （一）示踪技术在生物学领域的应用 高中时期我们就曾经学过同位素示踪法在生物学科的应用，即用示踪元素标记的化合物，可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。它可用于研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能——在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等等。 （二）示踪技术在工业生产领域的应用 放射性示踪剂在工业生产中有着广泛的应用。石油蕴藏在地下，油层非均匀性质很严重，油水分布复杂。搞清地下油水分布的情况，对提高采油率有着十分重要的意义。如果用氚或碘-125、硫-35作示踪剂，注入油井中，打一些监测井进行监测，就可以知道地下油水的分布情况。再如，不同公司生产的石油往往共用一条输油管道，要想把哪个公司输送过来的石油分辨得一清二楚，也可找示踪剂来帮忙。例如在甲公司的石油中加入放射性碘做示踪剂，在乙公司的石油中加入放射性硫做示踪剂，当接收站测到放射性碘示踪剂信号时，就知道甲公司的石油过来了，就会自动打开甲公司的贮油槽。当测到放射性硫示踪剂信号时，就知道是乙公司的石油过来了，就会打开乙公司的贮油槽，保证不会认错货。 （三）示踪技术在科学研究领域的应用 用氚标记示踪剂可以帮助水利学家们研究江河中泥沙是怎么淤积的。利用氯-36示踪剂可以帮助人们了解地下水运动走向和渗透率的大小。利用碳-14示踪剂可以研究大洋水流的循环模式和全球气候变暖的原因，等等。磷-32、硫-35、碘-125、碳-14或氚作示踪剂，可以帮助医生从分子水平研究神经系统、内分泌系统疾病的机制，进行药物代谢，基因工程等研究。用磷-32或硫-35标记的核苷酸，可用于DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）分子序的测定。 （四）示踪技术在医学领域的应用 通过查阅相关医学文献，我发现在医学研究中，经常需要了解某种物质在机体内的分布情况和代谢规律，包括药物、抗体、细胞膜受体，基因片段以及蛋白质等各种分子。如何能够较为方便地在活体动物或人体条件下了解这些情况呢？示踪技术是一种较为常用的方法。随着放射性标记药物的品种不断增加，在体外探测体内放射性分布的设备不断进步，示踪技术应用越来越广泛。最早，我们为了解甲状腺的功能，给病人口服放射性碘，然后测定甲状腺部位的放射性高低，定量显示甲状腺的摄碘功能，这一方法沿用至今，对于甲状腺整体和甲状腺肿块局部功能的评价，用数字或图像的方式很容易获得。还可以用于
“同位素示踪法”专题练习 同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。一、3H练习 1．将植物细胞在3H标记的尿苷存在下温育数小时，然后收集细胞，经适当处理后获得各种细胞器。放射性将主要存在于（） A．叶绿体和高尔基体B．细胞核和液泡C．细胞核和内质网D．线粒体和叶绿体2．用3H标记葡萄糖中的氢，经有氧呼吸后，下列物质中可能有3H的是（） A、H2O B、CO2 C、C2H5OH D、C3H6O3 3．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（3H 标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以肯定被标记的化合物是（） A 一种氨基酸 B 尿嘧啶核苷 C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D 葡萄糖 4．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是（） A．用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素 C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程 5．为了研究促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中只加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H-TdR）；乙组中加入等剂量的3H-TdR 并加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。据此回答下列问题：（1）细胞内3H-TdR参与合成的生物大分子是，该种分子所在的细胞结构名称是、。 （2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的，原因是。（3）细胞利用3H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的期。 （4）在上述实验中选用3H-TdR的原因是。二、14C练习 1．若用14C 标记CO2 分子，则放射性物质在植物光合作用过程中将会依次出现在（） A．C5、CO2、C3、（CH2 O）B．C3、C5、（CH2 O） C．CO2、C3、（CH2 O）D．CO2 、C3、C5、（CH2 O） 2．用同位素标记追踪CO2 分子，某植物细胞产生后进入相邻细胞中被利用，一共穿越几层磷脂分子层?（） A 2层 B 4层 C 6层 D 0层或8层 3．科学家利用“同位素标记法”搞清了许多化学反应的详细过程。下列说法正确的是（） A．用14C 标记CO2 最终探明了CO2 中碳元素在光合作用中的转移途径 B．用18O标记H2 O和CO2 有力地证明了CO2 是光合作用的原料 C．用15N标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化规律 D．用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质 4．用同位素14C 标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端，然后探测另一端是否 含有放射性14C 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右下图。下列有关处理方法 及结果的叙述正确的是（） A．处理图甲中A端，不可能在图甲中的B端探测到14C 的存在 B．处理图乙中A端，能在图乙中的B端探测到14C 的存在
管理制度编号：YTO-FS-PD178 放射性同位素作业安全规定通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
放射性同位素作业安全规定通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1使用放射性同位素的单位，必须先将有关资料上报生技室,由生技室审核后上报安环部。放射防护设施的设计、放射源的安装作业方案，必须按“三同时”的要求，经卫生行政部门会同公安等部门审查同意，并由卫生主管部门放射防护人员到现场进行监护监测，获得许可登记证才能实施。 2生产装置凡有安装放射性同位素射源的地方，必须按规定挂“放射源标志”，无关人员不得接近射源，并安排人员进行定期巡检，确保放射性同位素（料位计）的安全使用。 3生产装置内的放射性同位素（射源）铅罐活门（闸门）的钥匙由射源维护单位的车间安全员或班长管理，并根据实际情况制定放射性同位素活门（闸门）钥匙的管理和操作开关源室的安全措施。生产期间从事维护、检修放射性同位素仪表设备时，要穿戴射线防护用品，要尽量减
第四章放射性同位素示踪注水 剖面测井工艺 第一节测井前的准备 一、施工条件准备 1、井场 放射性同位素示踪注水剖面测井要求井场清洁、平整、无杂物堆放，能同时摆放××（或吊车）、仪器车和绞车三台车。其中井架车（或吊车）要靠近井口，绞车摆放要××20m以上，以保证电缆能正常起下。 2、井架车 在放射性同位素示踪注水剖面测井施工中，升降仪器串和井口防喷装置应使用井架××提升高度必须大于6m，悬重必须大于6m。目前，各油田在施工中多使用5－8t吊车××车。为了充分利用这台吊车，还可以将井口防喷装置如高压注脂泵、防喷管等安装在吊××。 3、井口 为了保证测井资料准确可靠，要求注水井井口的各种压力表齐全、完好，注水量×× 4、井下注水管 对于油井转注水井时间不久的井，在测井前必须进行洗井作业，清除油、套管××污，确保井内干净，无沾污。 二、测井施工设计和测井通知单 1、测井通知单的基本内容 测井通知单的内容不仅包括测井施工单位进行施工设计的依据，而且还是测井××的基础参数和信息。它是由用户提出的，基本内容如下： （1）井下基础数据。井下基础数据主要是井身结构方面的数据。包括有套管规范××深度、固井质量、水泥返高、人工井底、砂面（或落物鱼顶位置）、油补距或套补距××（2）注水情况。包括投注时间、累积注水量、注水方式、注水压力（泵压、油××压）、日注水量，如果是分层注水，还应提供注水层、层段深度、配水嘴直径、分层××水量和实际注水量。 （3）射孔层位数据。包括注水井段每个射孔层的完井解释序号、层位、深度、××度、有效厚度、渗透率等数据。 （4）注水管柱结构。包括注水管柱下入日期、油管规范、封隔器和配水型号、××下入深度、撞击筒深度（或喇叭口深度），井下管柱结构示意图。如有卡、堵、停注××须加以说明。 （5）对应油井生产情况。包括对应油井的生产层位、工作制度、日产油量、日××见水期等。 （6）特殊情况的说明和提示。注水井是否进行过压裂、×化、化堵等作业。用户对该井测井条件和施工方法有无特殊要求，井下特殊情况的提示等。
放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法（环保部令第18号）更新日期：【2011-04-26】来源：环保部网站 环境保护部令 第18号 《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》已由环境保护部2011年第一次部务会议于2011年3月24日审议通过。现予公布，自2011年5月1日起施行。 环境保护部部长周生贤 二○一一年四月十八日 主题词：环保法规放射性令 放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法第一章总则 第二章场所安全和防护 第三章人员安全和防护 第四章废旧放射源与被放射性污染的物品管理 第五章监督检查 第六章应急报告与处理 第七章豁免管理 第八章法律责任 第九章附则
第一章总则 第一条为了加强放射性同位素与射线装置的安全和防护管理，根据《中华人民共和国放射性污染防治法》和《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》，制定本办法。 第二条本办法适用于生产、销售、使用放射性同位素与射线装置的场所、人员的安全和防护，废旧放射源与被放射性污染的物品的管理以及豁免管理等相关活动。 第三条生产、销售、使用放射性同位素与射线装置的单位，应当对本单位的放射性同位素与射线装置的辐射安全和防护工作负责，并依法对其造成的放射性危害承担责任。 第四条县级以上人民政府环境保护主管部门，应当依照《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》和本办法的规定，对放射性同位素与射线装置的安全和防护工作实施监督管理。 第二章场所安全和防护 第五条生产、销售、使用、贮存放射性同位素与射线装置的场所，应当按照国家有关规定设置明显的放射性标志，其入口处应当按照国家有关安全和防护标准的要求，设置安全和防护设施以及必要的防护安全联锁、报警装置或者工作信号。 射线装置的生产调试和使用场所，应当具有防止误操作、防止工作人员和公众受到意外照射的安全措施。 放射性同位素的包装容器、含放射性同位素的设备和射线装置，应当设置明显的放射性标识和中文警示说明；放射源上能够设置放射性标识的，应当一并设置。运输放射性同位素和含放射源的射线装置的工具，应当按照国家有关规定设置明显的放射性标志或者显示危险信号。 第六条生产、使用放射性同位素与射线装置的场所，应当按照国家有关规定采取有效措施，防止运行故障，并避免故障导致次生危害。 第七条放射性同位素和被放射性污染的物品应当单独存放，不得与易燃、易爆、腐蚀性物品等一起存放，并指定专人负责保管。 贮存、领取、使用、归还放射性同位素时，应当进行登记、检查，做到账物相符。对放射性同位素贮存场所应当采取防火、防水、防盗、防丢失、防破坏、防射线泄漏的安全措施。 对放射源还应当根据其潜在危害的大小，建立相应的多重防护和安全措施，并对可移动的放射源定期进行盘存，确保其处于指定位置，具有可靠的安全保障。 第八条在室外、野外使用放射性同位素与射线装置的，应当按照国家安全和防护标准的
复杂井况测井工艺技术研究及应用 随着油田增储上产的需求和钻井技术的发展，井筒结构越来越复杂，特别是水平井完井技术在各油田被广泛推广应用。因地质或工程原因，出现了波浪形水平井、井壁台阶水平井、大位移水平井、浅储层水平井、小井眼水平井等复杂井筒结构。针对各种复杂井筒，以科学合理的测井工艺进行施工，能够有效提高测井效率、测井成功率和测井质量。 标签：波浪形水平井；井壁台阶水平井；大位移水平井；浅储层水平井；小井眼水平井 1、波浪形水平井测井技术 波浪形水平井一般采用钻具输送湿接头对接测井技术，因水平段呈波浪形变化，首先要解决组合仪器适应波浪形井眼问题，防止仪器刚性长度过长引起遇阻，同时要保证高成功率的湿接头对接，湿接头对接位置的选择直接影响对接成功率和测井成功率，特别是需要多次对接输送的井，提高对接成功率是输送测井的关键。 研究及实际应用表明，依据井筒工程数据增加柔性短节数量，将组合仪器分为刚性长度均匀的若干段，使仪器可呈柔性变化，适应波浪形井眼，同时仪器尾部加装导向胶锥，避免组合仪器刚性长度过长在波浪形井眼段的遇阻。 泵下枪在波浪井眼的扭方位段、井斜突变段实施湿接头对接，公母枪轴心不在一条直线上；在增斜段，泵下枪速度降低。受各种因素的影响，一次对接成功率只有30%。 研究及实践说明，对接位置选择在方位稳定的降斜段或水平段时，泵下槍速度不会降低，不会出现泵下枪横向或纵向摆动，避免了泵下枪蛇形前行，且母枪与公枪轴心处于一条直线上，一次对接成功率达95%，可大幅度提高一次对接成功率，保证测井成功率。 2、井壁台阶水平井测井技术 水平井钻进过程因井壁坍塌，在大斜度段、水平段出现台阶状井眼，引起输送测井过程中严重遇阻。 所有的井壁坍塌都会形成不同程度的井壁台阶。水平井钻具输送测井过程中，组合测井仪器依靠钻具推力向前移动，因受自身重力作用，测井仪器总是沿下井壁运动，遇到井壁台阶后，测井仪器尾端顶在台阶上产生遇阻，如果没有措施使仪器尾部离开台阶，则无法解除遇阻。 测井过程关键问题是如何让让仪器尾部通过台阶以解除遇阻。在井壁存在较
放射性同位素测井的应用探析 摘要：本文主要分析了放射性同位素测井的应用范围，除了在油藏动态检测中广泛应用外，其还向油田后期开发、剩余油研究、油藏数值模拟等研究方向发展。对同位素示踪法用于吸水剖面测试问题进行分析，探讨其形成的原因以便提升技术质量。 关键词：放射性同位素；测井；注水 1、放射性同位素测井应用 随着该技术的不断成熟和推广应用，其已经成为我国水驱油田注水剖面测井的主要监测手段。除了在油藏动态检测中广泛应用外，其还向油田后期开发、剩余油研究、油藏数值模拟等研究方向发展。其应用有如下几个方面： 1.1检查漏失、串槽井段，为封堵提供支持 由于固井质量差或者固井后由于射孔及其他施工使得水泥环破坏，则可造成层间串通形成串槽，进而对采油或注水造成严重影响。为了封堵管外的串槽和漏失点，应该先找到串槽井段，而放射性测井可以很好的提供这些信息。对于油层找串通常注入活化油，对于水层找串则相应注入活化水。通过测量注入前后伽马曲线并进行对比，若发生串槽，则除了注入层外，在曲线上必会有其它层段伽马曲线值相对于基线值显著增加，从而可以确定串槽井段，进而为封堵提供支持。 1.2检查封堵情况 串槽、油井中部分层段出水、误射孔等井段需要二次注水泥封堵，封堵效果可以用放射性同位素测井检查。先测一条伽马曲线作为基线参考，然后向封堵井段挤入加入放射性同位素的水泥，再次测量伽马曲线，通过比较两次测得的伽马曲线即可判断出封堵效果：若封堵层段因挤入活化水泥后曲线幅度明显变大则表明封堵良好，反之则说明封堵效果差。 1.3 检查酸化压裂效果 在低孔低渗储层中，常需要采用一定的措施才能提高油田的采收率和产能，现今压裂酸化就是最常用的方法。将放射性同位素加入压裂液中，将压裂液压入目的地层，测量压裂前后的两条伽马射线曲线，通过对比即可判断出压裂效果：若在压裂层段两条曲线具有明显的幅度差，则说明压裂效果明显，反之则说明压裂效果差，压裂液未被压进地层。 1.4 确定水泥面返回高度，判断固井质量
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用 同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。 同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。总之，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。 用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下： 1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程 把具有反射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。 2 研究分泌蛋白的合成和运输 用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。例如，通过实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。 3 研究细胞的结构和功能 用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。 4 探究光合作用中元素的转移 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。例如，美国的科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。在相同条件下，他们对两组光合作用释放的氧进行了分析，结果表明第一组释放的氧全部是18O2，第二组释放的氧全部是O2，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。另外，卡尔文等用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 5 研究细胞呼吸过程中物质的转变途径 利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。例如，用18O标记的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即 18O→H 218O。用18O标记的葡萄糖（C 6H12 18O 6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部 无放射性，即C6H1218O6→C18O2。例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。 6 研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程 研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活跃的部位。研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧