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放射性化学分析在我国辐射防护领域的应用和展望学号：2010162705 姓名：摘要：本文从放射化学分析过去在辐射防护领域所起的作用入手。
首先介绍了放射性化学的一些主要方法，包括共沉淀法、溶剂萃取法、色谱法和电化学分离法。
然后分析了放射化学分析在我国核能发展和辐射防护监测中的应用。
最后做了对放射性化学在各领域的展望。
关键词：放射性化学；共沉淀法；溶剂萃取法；色谱法电化学分离法；展望1 放射化学分析过去在辐射防护领域所起的作用1896年法国科学家贝克勒尔发现铀化合物自发地放出能穿透黑纸使胶片感光的辐射，从而首次发现天然放射性以来，使世界进入原子能时代。
仅两年后居里夫妇从铀矿石中发现了放射性活度比铀更强的钋和镭，发现镭能发射α、β和γ三种射线。
可以说放射化学是随发现放射性就诞生，也随着原子能事业的发展而成长。
放射化学是基于放射性核素特点(极微量、自发衰变产生辐射和需辐射防护)派生的一门化学分支学科。
由于放射性核素除放射特性外都与所属元素完全相同，放射化学分析实质上是元素分析化学的分支，即采用分析化学原理分离、纯化以测定放射性核素活度浓度或比活度，只是利用辐射进行测量，应注意低浓度和对辐射的防护。
辐射防护是对放射源和放射性核素应用中辐射对人体有害作用的防护，放射化学分析在辐射防护，乃至原子能事业的大部分领域的发展过程都发挥了重要作用。
国际上原子能事业的发展(早期通常为核燃料提炼和核试验或核电设施研究)对放射性核素分离纯化、含量检验和满足工作人员和公众安全防护监测需要促进了放射化学分析的学科形成和发展，卫生和核技安部门的研究主要是为了环境和与人有关生物样品中放射性核素监测方法的建立和研究需要。
发达国家(如美国曼哈顿计划)初期的核武器研究计划就包括必要的相应放射化学分析方法研究，放射性核素已被公认为一类对人体有害物质。
发展中国家(包括我国)上世纪50一60年代是为探测两个超级大国核试验对本国影响，后来则为了解和应对原苏联切尔诺贝利核事故放射性沉降物对本国可能的影响，本国原子能应用对工作人员与公众与环境所致放射性污染(主要是食品、饮水和空气)的监测，按照国际放射防护委员会(ICRP)基本建议书[1-3]。
【高中生物】小小“侦察兵” 工作细无声【高中生物】小小“侦察兵”工作细无声1.示踪原子和同位素示踪法同位素是二十世纪科学史上的重大发现之一。
同位素示踪法是随之产生的一项科学应用技术。
简单地说，带有“放射性标记”的原子叫做示踪原子。
同位素示踪法（isotopictracermethod）是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。
形象地说，就是把示踪原子派出去当“侦察兵”，让它去跟踪研究对象。
匈牙利化学家吉奥吉·赫维西（1885-1966）于1923年首次研究了铅盐在具有天然放射性212pb的豆类中的分布和转移。
1934年，在制备了磷的放射性同位素后，他对体内的磷进行了示踪试验。
随着加速器和核反应堆的发明，产生了大量的同位素，同位素示踪法也得到了广泛的应用。
2.放射性同位素的特点放射性同位素是不稳定的。
它的原子核将持续自发地发射射线，直到它成为另一种稳定的元素，这被称为“核衰变”。
放射性同位素可以在核衰变过程中发射α射线β射线γX射线或电子俘获，但放射性同位素不一定在核衰变过程中同时发射这些射线。
核衰变速率不受温度、压力、电磁场和其他外部条件的影响，也不受元素的化学状态的影响，只与时间有关。
放射性同位素的衰变率通常用“半衰期”来表示。
半衰期长的放射性同位素被认为是实验中鉴定化合物的理想工具。
3.同位素示踪法的基本原理和特点同位素示踪中使用的放射性核素与自然界中相应的普通元素及其化合物具有相同的化学和生物性质，但具有不同的核物理性质。
因此，同位素可以作为一种标记物来制造含有同位素的标记化合物，而不是相应的未标记化合物。
利用放射性同位素连续发射特征射线的核物理性质，核探测器可以随时跟踪其在体内或体外的位置、数量和转化。
用放射性同位素作示踪剂不仅灵敏度高，测量方法简单易行，能准确测量和定位，而且符合研究对象的生理条件。
放射性同位素示踪法具有以下四个特点：3．1灵敏度高放射性同位素示踪法可以测量10-17kg~10-21kg的水平，即从1015个非放射性原子中可以检测到一个放射性原子，但迄今为止最精确的化学分析方法很难测量10-15kg的水平。
“核辐射测量方法”思考题一、名词解释1.核素2.半衰期3.碰撞阻止本领4.平均电离能5.粒子注量6.粒子注量率7.能注量8.能注量率9.比释动能10.吸收剂量11.剂量当量12.辐射量13.同位素14.放射性活度15.照射量16.剂量当量指数17.射气系数18.α衰变19.核衰变20.同质异能素21.轨道电子俘获22.半衰期23.平均寿命24.电离能量损耗率25.衰变常数26.伽玛常数27.平衡铀含量28.分辨时间29.轫致辐射30.康普顿边31.康普顿坪32.累计效应33.边缘效应34.和峰效应35.双逃逸峰36.响应函数37.衰变率38.能量分辨率39.探测效率40.峰总比41.峰康比42.能量线性43.入射本征效率44.本征峰效率45.源探测效率46.源峰探测效率47.俄歇电子48.线衰减系数49.光电吸收系数50.质量衰减系数51.光电截面52.原子核基态53.铀镭平衡常数54.放射性活度55.碰撞阻止本领56.离子复合57.光能产额58.绝对闪烁效率59.二、填空1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。
2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。
3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和；其半衰期分别是、和。
4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。
5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。
6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是、和7.β衰变的三种形式是、和。
8.形成电子对效应的入射光子能量应大于 MeV。
9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和；其γ光子的能量分别是、和。
10.β－衰变的实质是母核中的一个转变为。
11.β＋衰变的实质是母核中的一个转变为。
12.轨道电子俘获的实质是母核中的一个转变为。
13.半衰期与平均寿命的关系是。
14.半衰期与衰变常数的关系是。
15.α粒子是高速运动的。
16.天然γ射线的最大能量是。
17.天然α射线在空气中的最大射程是。
18.α射线与物质相互作用的主要形式是和。
放射性测井考核习题+参考答案一、单选题（共82题，每题1分，共82分）1.关于放射性活度，正确的是（）。
A、放射性核素一周内衰变的原子数B、放射性核素一年内衰变的原子数C、放射性核素单位时间内发生衰变的原子数D、放射性核素一天内衰变的原子数正确答案：C2.有关电离辐射测量的干扰影响，下列说法正确的是（）。
A、β射线的测量要注意质子的影响B、β射线的测量要注意γ射线的影响C、β射线的测量要注意中子的影响D、β射线的测量要注意α射线的影响正确答案：B3.放射性同位素的转出、转入单位应当在转让活动完成之日起（）日内，分别向其所在地省自治区、直辖市人民政府生态环境主管部门备案。
A、30B、10C、15D、20正确答案：D4.公众成员所受到的照射剂量限值中，年有效剂量是（）。
A、1mSv/aB、150mSv/aC、50mSv/aD、20mSv/a正确答案：A5.从人员操作和安全应急角度分析，新疆核工业某大队放射源失控事故的原因是（）A、钻孔泥岩层发生缩井，探管被卡，技术人员未使用打捞套管解卡而直接提拉探管，B、小偷偷盗无人看管的放射源C、无人看管放射源源库D、发生了泥石流灾害正确答案：A6.原子质量的大小与（）相关。
A、核外电子数B、质子数C、原子核的核子数D、中子数正确答案：C7.许可证有效期届满，需要延续的，持证单位应当于许可证有效期届满（）前，向原发证机关提出延续申请。
A、12个月B、30日C、3个月D、6个月正确答案：B8.在异常情况发生或怀疑其发生时进行的外照射个人剂量监测称为（）。
A、任务相关监测B、场所监测C、特殊监测D、常规监测正确答案：C9.在辐射实践中，人们发展了辐射防护体系，来保护人们免受不必要的或者过量的电离辐射照射。
下面哪一个不属于得到国际高度认可的电离辐射防护组织中的一个（）A、联合国原子辐射效应科学委员会UNSCEARB、国际辐射防护委员会ICRPC、国际原子能机构IAEAD、世界卫生组织WHO正确答案：D10.使用放射性同位素的单位将放射性同位素转移到外省、自治区、直辖市使用的，应当依照《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》的规定（）。
放射性测井测试题与答案1、γ射线的贯穿能力很强，其辐射照射范围往往超出工作场所之外，形成对环境的污染，应用γ放射源主要应防止（）。
A、内照射B、外照射C、表面污染D、中毒答案：B2、辐射工作单位因故遗失许可证的，应当及时到所在地省级报刊上刊登遗失公告，并于公告（）日后的一个月内持公告到原发证机关申请补发。
A、20B、30C、60D、90答案：B3、接到辐射事故报告或者可能发生辐射事故的运行故障报告的生态环境部门，应当在（）小时内，将辐射事故或者故障信息报告本级人民政府并逐级上报至省级人民政府生态环境主管部门。
A、一B、两C、三D、四答案：B4、进口列入限制进出口目录的放射性同位素的单位，应当在进口前报国务院生态环境主管部门审批；获得批准后，由国务院对外贸易主管部门依据对外贸易的有关规定签发进口许可证。
国务院生态环境主管部门在（），给定放射源编码。
A、批准放射源进口申请时B、海关货物通关时C、受理放射源进口申请时D、放射性同位素完成进口后答案：A5、未列入产品台账的放射性同位素和（）的放射源，不得出厂和销售。
A、未标号B、未编码C、无定位装置D、国外生产的答案：B6、生态环境部在接到事故报告后，应当组织核实，确认事故类型，在（）小时内报告国务院，并通报公安部和国家卫生健康委员会。
A、一B、两C、三D、四答案：B7、元素是原子核内具有相同（）的原子的总称。
A、核子数B、质子数C、中子数D、电子数答案：B8、不属于中子和物质的主要相互作用形式是（）。
A、弹性散射B、非弹性散射C、慢化D、光电效应答案：D9、辐射安全许可证持证单位变更单位名称、地址、法定代表人的，应当自变更登记之日起()内，向原发证机关申请办理许可证变更手续。
A、10B、15C、20D、30答案：C10、放射源具体分类办法由（）主管部门制定。
A、国务院卫生B、国务院生态环境C、国务院生态环境主管部门商国务院卫生D、国务院卫生主管部门商国务院其他答案：B11、当量剂量的国际单位名称是（）A、CiB、SvC、GyD、Bq答案：B12、对于一切可以增加辐射照射的人类活动（或称作实践），电离辐射防护基本原则是（）A、实践的正当性、辐射防护最优化、个人剂量限值B、时间、距离、屏蔽C、同时设计、同时施工、同时投入使用D、采取屏蔽措施、进行剂量监测、加强行政管理答案：A13、使用Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类放射源的场所，生产放射性同位素的场所，甲级、乙级非密封放射性物质使用场所，以及终结运行后（）的射线装置，应当依法实施退役。
选修3－5综合测试题一、选择题1．下面列出的是一些核反应方程：3015P―→3014Si＋X，94Be＋21H―→105B＋Y，42He＋42He―→73Li＋Z.其中()A．X是质子，Y是中子，Z是正电子B．X是正电子，Y是质子，Z是中子C．X是中子，Y是正电子，Z是质子D．X是正电子，Y是中子，Z是质子2．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害3．2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度为v2，则有()A．m1v0＝m1v1＋m2v2B．m2v0＝m1v1＋m2v2C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2D．(m1＋m2)v0＝m1v14．质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是()A．0.6v B．0.4vC．0.2v D．v5．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列论述中正确的是()A．核20983Bi比核23793Np少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．发生β衰变时，核内中子数不变6．(10分)用速度为v0、质量为m1的42He核轰击质量为m2的静止的147N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为148O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.(1)计算粒子B的速度v B.(2)粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反．7．(11分)如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，M＝5m，A、B间存在摩擦，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，最后A 不会滑离B ，求A 、B 最后的速度大小和方向．1．天然放射现象的发现揭示了：（ ）A ．原子不可再分．B ．原子的核式结构．C ．原子核还可再分．D ．原子核由质子和中子组成． 2．下列说法正确的是（ ）A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C ．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子势能增大，总能量增大3．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A 中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ） A 增大入射光的频率 B 增大入射光的强度 C 滑片P 向右移动 D 滑片P 向左移动4、质量为m 的物体，在水平面上以加速度a 从静止开始运动，所受阻力是f ，经过时间t ，它的速度为V ，在此过程中物体所受合外力的冲量是（ ）A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a 5．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是 （ ）A ．hv 1 C ．h(v 2+v 3)B ．h(v 1+ν2) D ．h(v 1+v 2+v 3)6．如图6—2—4所示，质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后，A 球的速率变为原来的一半，则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A ．B ．u -C ． D7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来了一个波长为6.63×10－7m 的光子，下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子B.氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9．如图所示，A 、B 两物体质量之比m A ︰m B ＝3︰2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ） A ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒D ．若A 、B 所受的摩擦力大小不相等，A 、B 、C 组成系统的动量守恒10．钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为____，核电荷数为_____。
试析放射性示踪剂在核物理工业的应用价值一、示踪剂的概念、特点、应用价值示踪剂的概念并不是单独的、独立的个体，与之相反，它与很多的概念都有着紧密的联系，比如体系的概念、体的概念、信息的概念等等。
同处于一个体系中所有的个体，以及每一组群体在一定程度上多具有相似的、甚至是相同的特征，例如，分子、微粒、间位素、元素、离子等等，这些个体之间由于处于一个体系之中，所以它们就会在同一的体系中发生一些反应、以及变化。
示踪剂本不是体系中的一员，它作为一种物质，是被人为地加在整个原有的体系中的，带有一种故意性，虽然它不属于这个体系，但是在一定的程度上它的行为却与体系中主群体、或者是主流的行为存在一定的相似性，但是利用一定的仪器又可以轻而易举地将放射性示踪剂检测出来，跟主流的个体进行区分，常用的仪器就是核探侧仪器。
由于放射性示踪剂的这种性质，就决定了其使用范围，和使用的作用，比如说在研究物理、化学、生物学等某一种动力学体系的过程中，可以充分地利用放射性示踪剂，将其加在所要研究的体系之中，这样一来就可以有效地对体系中某一成份进行有效地追踪，并实时地得到想要的、很多的有用的资料，例如得到物理反应器中物料的流动，还有混合模型，或者是分布的居留时间，得到资料之后就可以有效地为物理或者是化学工业生产的指导、或者是评价工业生产提供可靠、准确的依据。
染料以及荧光示踪剂是传统的化学示踪剂，也是经常使用的示踪剂，与这种传统的化学示踪剂相比，放射性示踪剂具有很明显的优势，最重要的优势就是它可以准确地提供一些理想的示踪条件。
比如说，在对某一个体系中的NaOH物料的动力学行为进行研究的时候，就可以充分地利用放射性示踪剂，将其加到这个体系之中，24NaOH是很理想的，24Na本身就带有放射性的性质，在这个体系中加入了放射性示踪剂之后，它与母体之间并没有发生冲突，主要就是因为它与母体之间的差别很小，特别是在物理化学行为方面，二者基本上没有什么差别。
放射性同位素的应用-同位素示踪法同位素示踪法（isotopic tracer method）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，示踪实验的创建者是Hevesy。
Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。
继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。
一、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。
因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。
放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：1.灵敏度高放射性示踪法可测到10^(-14)－10^(-18)克水平，即可以从10^(15)个非放射性原子中检出一个放射性原子。
它比目前较敏感的重量分析天平要敏感10^(8)-10^(7)倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10^(-12)克水平。
2.方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
由放射性示踪剂设计的增产措施的经济效益全面分析研究摘要水力压裂是增加致密气田产量的一项重要技术。
为了估计水力压裂技术的有效性已经采用了多项工艺技术。
目前，放射性示踪剂技术在美国所使用的增产措施中占到15%以上。
利用正确的资料进行设计施工，示踪剂可以用来检测压裂支撑剂在井眼中的存在和浓度，以此来估计压裂支撑剂在垂向和径向上的分布。
一项对100多次压裂措施进行的研究已经结束。
在这项研究中，在四个不同的油田分别使用放射性示踪剂、生产测井、应力测井、压裂完成报告和生产历史来分析完井效果。
此外，还建立了一套适用于这项技术的经济效益模型来估计效益投入比。
前言近几年，像水力压裂这样的增产措施已经被证实是一种增加致密气藏产量的有效措施。
然而，只有当增产措施的有效性被彻底估计到的时候才能获得真正的最佳结果。
后增产措施能够提供机会来辨别或者改正在措施井中所存在的问题。
为了尽可能的使增产效果达到最大化，一些将来的措施或者完井方案可能会改变。
最近放射性示踪剂技术方面所取得的进展极大地扩展了最增产措施进行估计的能力。
测井工具能够区分多种同位素，因此能够确定裂缝的张开度以及在井眼附近的压裂支撑剂的分布。
扫描仪已经消除了“洗刷效应”，因此可以把示踪剂和示踪压裂支撑剂在不同地方消失的可能性降到最低。
我们来估计示踪剂来区分没有完全受激励的区域的能力，计算通过改正或避免这些问题而取得的经济效益。
这项分析包括了在98口井的四个地层进行的136次压裂措施。
我们对比了每口井的压裂方案、示踪剂测井数据、裸眼测井数据以及生产数据。
结果显示，将近40%的完井都有一个或多个区域不能受效。
利用油藏数值模拟器和拟三维裂缝模型，我们对实际措施、最优措施以及其他可能的结果进行产量和收益预测。
我们计算应用示踪剂技术来避免那些非最优的措施所引起的效益和投入。
效益投入比显示出：即使完井过程中所存在的问题被改正的可能性很小，经济效益也会极大地超过支出。
因为采用其他技术，效益是通过产量的增加而获得的。
基于在本次研究中所搜集到的信息，已经制作了用来设计和分析使放射性示踪剂工程取得最大产量和全部利益的标准曲线。
增产措施评价在怀俄明州的杏仁砂层、德克萨斯州东部的棉花谷砂层、新墨西哥的特拉华砂层以及俄克拉荷马州的红叉砂层四个地层98口井中进行的136次压裂取得了裸眼测井数据、示踪剂测井数据、裂缝设计和生产数据。
对这些数据进行综合分析来决定示踪剂能否区分实际裂缝高度比设计裂缝高度大的地层，或者是哪些地层是未受效和欠受效的。
把每个地层的每个问题都区分开，如表1所示。
裂缝高度。
在四个地层中，通过示踪剂测井得到的裂缝高度都比设计的裂缝高度大。
实际裂缝高度要比设计裂缝高度大8%到42%（表1）。
这种结果经常出现是由于压裂设计参数的局限与不准确所造成的。
2维压裂模型需要使用者输入压裂高度，而在3维压裂模型中则使用垂向应力剖面和岩石性质，这些是由测井数据或者是应力测试得到的。
数据的缺乏、测量误差或者是错误的估计都可能导致设计高度比较小的情况（图1）。
一些影响裂缝高度的可控制的因素，比如泵速、选择的时机、凝胶的特性或者是工作量，都进行了调节以便对裂缝高度进行控制，确保有支撑剂的裂缝能够穿过产层。
我们根据裂缝的设计高度与测量得到的高度比值把裂缝的测量值分为五类，对应的比值分别为：0.33，0.67，1.00，1.33和1.67. 比值为0.33和0.67的两组是裂缝的测量高度比预期的高度大的情况，因此导致了裂缝的长度要比设计的短。
我们假设示踪剂测量得到的裂缝高度是一个最小值，如果裂缝的垂向生长偏离了井眼而超过了示踪剂测井的测量深度，就可能存在更高的裂缝。
如果这样的话，设计的高度占实际高度的比值将会更小，因此，实际的裂缝长度与最优长度偏差很大。
表2列出了每个地层裂缝的测量高度与设计高度的比值。
我们列出了属于每一组的压裂措施的比例。
总体上来看，大多数的压裂措施的设计高度都等于或者略大于示踪剂测量得到的高度。
然而，确实有很大数量的设计高度都比实际的高度要小。
未强化的完井层。
如果完井层内不包含示踪支撑剂，而在同一个时期的其他层内都含有适量的支撑剂的话，不含失踪支撑剂的完井层就称为未强化的完井层（图2）。
这个问题在所研究的各个层里出现是不同的，这是由于限流法射孔、欠平衡或过平衡的程度、在压裂之前使用的破坏技术以及一次施工中的目标层厚度太大等多种原因造成的。
在测试过的136个阶段中，有16%的都有一个或多个射孔层都属于欠受效的。
这个问题可以通过多种方法来解决：改变完井的数目，大小和相位；增加泵速；划分压裂阶段；或者是改进破裂技术。
未受激励的地层。
如果用示踪剂只能找到极少甚至找不到压裂支撑剂，那么这种隔夹层就称为未受激励的地层。
例如，如果层位在注入高浓度砂砾的泥浆之前就被屏蔽，那么这种情况就会发生。
通过利用多种示踪剂来区分已经停止注入的地层，这个问题在57%的井中都确定了。
图3说明了这一结果。
能够导致未受激励的地层的另一种情况是受到裂缝宽度的严重限制。
如果在地层的某些部分示踪剂测井显示少量的或者是没有时间变化，而在其他地方都有充分的支撑剂。
就像这项研究中的其它问题一样，这在地层中会有很大的变化。
确定这种情况的数量的先进方法最近已经由John.C教授（安柏瑞德航空大学）提出。
在另一项研究中，应用蒙特卡洛数值模拟方法，Reis已经提出了支撑裂缝宽度和放射性示踪剂伽马曲线强度之间的数学关系式：这个方程说明测得的伽马射线的峰值强度是与裂缝的张开度或者井口附近的支撑剂含量成比例的。
如果裂缝宽度或者是支撑剂的含量比预计的少的地层就认为是未受激励的地层。
我们检测示踪剂测井曲线并且确定了每口井中示踪剂含量达到最大含量的100%、50%和0%的地层的厚度，在同一套完井措施内的所有地层都分为一类；我们并没有指出隔层的厚度当作是未受效的厚度。
我们通过支撑裂缝的长度是设计长度的100%、50%和0%调整了放射性强度分组。
表3表示了每个地层中属于每一组的小层厚度的百分比。
不良的结果（未受效的和欠受效的地层）占到了目标地层有效厚度的24%到35%。
利用示踪剂可以确定的另一个问题没有包含在这个优点分析中。
设计和困难的对比在研究区域的建议既然在研究区域内，油藏参数的差异非常大，所以问题和解决方法都在压裂和完井过程中确定。
棉花谷地层：棉花谷地层是德克萨斯州东部1500英尺厚的层状砂泥岩。
油层孔隙度平均为6%到8%，渗透率很低，因此需要进行增产措施。
典型的棉花谷设计产量与经过增产措施之后的地层总体相比比较低。
每英尺的裂缝高度的典型速度大约为0.10桶/分钟。
压裂措施所设计的裂缝半长达到800-1200英尺，支撑剂的填充量每阶段达到200000到1000000磅。
在棉花谷地层中，示踪剂测井显示低产裂缝的阻挡导致了裂缝的生长高的大于设计的三分之一阶段时的高度。
然而，应力差的缺乏也导致了支撑剂很好的覆盖到所有的孔隙中。
这个阶段只有11%的空隙没有得到支撑。
图1中放射性同位素列举了一个压裂设计的裂缝高度太小的例子。
在这口井中，示踪剂测得的裂缝最小高度是400英尺。
而设计高度是250英尺。
在这种情况下，施工设计的值太小了，因此目标层就是欠受效的。
建议在为棉花谷地层进行设计时应该包括流体示踪剂以便来确定制造的缝的高度和滑板的漏失体积。
就像在支撑剂包中两个示踪剂（一先一后）来确认并解决多层完井中的欠受效问题。
红叉层。
红叉层的裂缝高度、未受效和欠受效区域是由油藏透镜体的曲率和透镜体的性质不同而引起的，这在所研究的问题中是唯一的一个。
建议在做这个底层的示踪剂设计时应该类似于棉花谷地层：应该检测一下滑板来确定裂缝的高度和漏失量，分别测量早期和后期的支撑剂来确定未受效和欠受效的透镜体。
特拉华砂层。
特拉华砂体品味很差，周围有低产的裂缝，并且产油层周围有高渗透的水体。
这个层中的主要问题是缺少裂缝高度的不足（整个厚度的42%）和欠受效层段（整个厚度的37）。
就像红叉层和棉花谷层一样，这个层应该用三个三个探测仪：一个在滑板处来估计裂缝的高速，两个在注支撑剂的前期和后期来更好的估计欠受效层段。
杏仁组砂层。
杏仁组砂层含有几个潜在的产油层，分别被泥页岩或者煤层分开。
层内的隔层的分布以及层内油层物性的变化使得进行最优压裂变得复杂而且可能性较小。
个别隔层的厚度可能在4-40英尺范围内变化，而且经常一次性进行压裂的总厚度达到100-400英尺。
各目标层之间油藏渗透率和压力的不同可能会降低对多个层进行单次增产措施的效果。
假设以下条件都满足：压裂前和压裂后的数据—包括示踪剂数据—对是否在该地层进行增产措施优化生产具有决定性的作用。
目前的研究表明，含有少量或者没有支撑剂的岩样中50%的岩样都在裂缝宽度和导流能力方面有很大的约束。
大约有31%的射孔层段欠受效，这说明应该采用更不同的分析技术或者是更有效的射孔程序。
两个或三个压裂支撑剂探测器应该来区分欠受效和未受效的结果。
经济效益分析就像其他的新压裂措施一样，示踪剂技术并不是适合于每一口井。
然而，对大量的油井平均来说，示踪剂技术能够提高油藏采收率10%，因此可以增加收益$100000/井。
在上面讨论的四个油层中使用放射性同位素技术的收入与投入比值估计在9:1到12:1的范围内（表4）。
尽管实际上的收入与投入比受到地层渗透率和净厚度的影响，这项技术仍然是收益很大的。
除此之外，这项研究表明只有10%到20%的井中存在问题，而且时间上只有20%-50%是可以改正的。
收益与投入比还是非常可观的。
确定示踪剂的效益。
计算模型用来预计潜在的效益。
为了计算预期的利润，先建立了一个类似于水力压裂的结果框架。
总结一下分析结果列在表2和表3中。
建立了15套方案的结果，其中以套是最优结果：设计高度与示踪剂测得的高度比和实际支撑剂长度与设计长度比值都等于1。
许多增产问题都不能改正：通常现有的井都没有经济来源，将来的井又会受到油藏非均质性的妨碍。
大多数的操作者都认为校正比例达到20%到50%是可能的。
校正比例是指那些可以通过修井或者完井作业进行改正或消除的不良结果所占的比例。
这些校正比例在表5的最后一列列了出来。
进行校正的花费，不管是不是由于较大的处理措施引起的，都包含在了每项方案的花费中。
一旦估计出理想结果和不理想结果的几率，那么一个数值油藏模拟器和一个拟三维的裂缝设计模型就可以确定对我们研究的这四个层进行的15种压裂结果的增产措施的成本、产量、折现收益。
表5表示了模拟器中需要输入的典型油藏和完井描述的相关信息。
结果表明，效益增加量是与油层的有效厚度、渗透率和校正系数成比例的。
示踪剂技术的应用能够增加天然气地质储量的1%，因此，储量越大，收益越大。
然而，渗透率有不同的影响：当渗透率在微达西范围内增加的时候，效益是增加的；但是当渗透率增加到大约0.05毫达西时，效益开始降低。
