Файл: Викторов Г.Г. Мюонный метод определения плотности горных пород.pdf

15,5 до 25 м. Вся толща четвертичных отложений подстила­ ется черными юрскими глинами, полутвердыми, слюдистыми, слабопесчанистыми, с часто встречающимися прослоями мяг­ кого песчаника и темно-серых песков.

На площадке «нейтринный генератор» плотность четвер­ тичных отложений определяли в пяти скважинах, а плотность юрских глин — в одной. Судя по имеющимся данным, этим глинам соответствует наибольшее значение плотности (2,50 г/см3). По .всем скважинам можно четко выделить слой грунтов, обладающий наибольшей плотностью среди четвер­ тичных отложений. Литологичеоки этот слой повсеместно увя­ зывается с суглинками нижней морены. В среднем плотность этих суглинков составляет 2,26 г/см3 при диапазоне измене­ ний от 2,20 до 2,42 г/см3. Выше и ниже этого слоя плотность отложений несколько уменьшается. Так, плотность подстила­ ющих ігрунтов, 'Представленных песком и супесью, колеблется от 1,83 до 2,03 г/см3. Вышележащие горные породы монотон­ ны по плотностным характеристикам, и в среднем плотность

залегают разнообразные суглинки, плотность которых состав­ ляет лишь 1,70 г/см3. Ниже слоя глин распространены твер­

•по данным повторных измерений, составила ± 0,08 г/см3. Таким образом, на обеих площадках была установлена

четкая дифференциация грунтов по плотности. Как на пло­ щадке «мезонной фабрики», так и на площадке «нейтринного

У

генератора» среди грунтов с относительно низкой плотностью выделяется слой более плотный. На первой площадке — это глины, на второй — суглинки нижней морены.

Насыпные грунты. Земляная обваловка Серпуховского синхротрона Института физики высоких энергий АН СССР

(г. Протвино) является радиационной защитой от различных видов излучения, главным образом нейтронного, образующих­ ся в процессе ускорения и последующего частичного рассея­ ния протонного пучка в магнитах кольцевого здания. Расче­ ты, выполненные при проектировании синхротрона, показали, что слой грунта толщиной 5 м и железобетонные перекрытия способны снизить поток нейтронного излучения до предельно допустимых норм.

К моменту проведения исследований обваловка была вы­ полнена на большей части кольцевого здания. В результате нивелировочных работ было установлено, что в некоторых местах высота обваловки значительно отличается от проект­ ной. Это несоответствие между фактическими и проектными данными могло появиться вследствие двух причин. Во-пер­ вых, в процессе строительства обваловки в некоторых местах грунт мог быть недосыпан. Второй причиной является естест­ венная усадка, уплотнение рыхлого грунта. Если указанное расхождение связано с первой причиной, то это приводит к ослаблению радиационной защиты кольцевого здания. Уплот­

бы привести к нарушению юстировки магнитов относительно друг друга.

Чтобы установить действительную причину уменьшения фактической мощности защиты, был использован мюонный метод [13].

Поток космических мюонов измеряли с помощью установ­ ки ИИКЛ-1 в вариантах А и Б. Установка ИИКЛ-1Б разме­ щалась на монтажной тележке, передвигавшейся по рельсам мостового крана. Центр установки располагался симметрично относительно кольцевого здания, а вертикальная ось ее про­ ходила через середину обваловки. Поток космических мюонов

дополнительные данные для определения физических харак­ теристик обваловки. Расстояние между точками наблюдений составляло 25 м. На тех участках, где были получены ано­ мальные значения потока, проводили контрольные измерения,

а также сгущали точки наблюдения. Расстояние между точ­ ками в этом случае составляло 12,5 м.

Измерения установкой ИИКЛ-1А производились с под­ вижной платформы, которая могла двигаться по всему коль­ цевому и экспериментальному залам. Для частичного исклю-

505ЮІІМ

Рис. 4.5. План расположения точек наблюдения в кольцевом зале синхро­ трона (цифры указывают номера осей) и поперечный разрез кольцевого' зала с расположением центров установок ИИКЛ-ІА и ИИКЛ-1Б.

чения влияния боковых помещений и панелей кольцевого зда­ ния вертикальную ось детектора установки отклоняли от вер­ тикали на угол 20° (рис. 4.5), но при этом .в большую апертуру телескопа попадала часть ускоряющего магнита. Однако при таком расположении установки и магнита влия­ ние последнего на значение величины регистрируемого пото­ ка было мало и не превышало ± 0,6%.

В связи с указанным количественные расчеты массы и плотности проводили только по данным измерений, получен­ ным с установкой ИИКЛ-1Б. Результаты наблюдений с уста­ новкой ИИКЛ-1А использовали как дополняющие в качест­ венном отношении и тем самым повышающие надежность полученной картины распределения величины потока мюонов по профилю наблюдений.

При изучении обваловки погрешность данных о массе « плотности не должна была превышать ± 3%. В связи с этим поток мюонов регистрировался со статистической погреш­ ностью ± 1%. Высокая статистическая точность 'регистрации потока мюонов вызвала необходимость при вычислении ин­ тенсивности ввести поправки на влияние временных вариа­ ций мюонной компоненты, значения которых были получены нз данных измерений потока мюонов, выполненных в Инсти­ туте земного магнетизма, ионосферы и распространения ра­ диоволн АН СССР счетчиковыми телескопами на совпадени­

около ±0,8%.

Оценку аппаратурно-статистических погрешностей (слу­ чайные совпадения, вызванные наличием естественного ра­ диоактивного фона, мертвое время и концевые эффекты счет­ чиков, влияние боковых ливней) производили по методике, изложенной в гл. 3 .(§ 3.2). Оказалось, что вклад случайных совпадений, вызванных естественным радиоактивным фоном,

вляли ежедневной регистрацией потока мюонов на одной из точек экспериментального зала. Кроме того, проводили пов­ торные измерения потока мюонов на точках в кольцевом зда­

ности регистрации мюонов космического излучения, т. е. 1%. Для апертурного угла бл- = 61° установки ИИКД-ІБ аппара­ турно-статистические погрешности несколько больше и составляют 2—3%.