О себе, времени и геофизике. Автобиография

Кататься на своей машине, в общем-то, было некогда и некуда, за исключением редких выездов в Душанбе на базар или в баню в соседний колхоз. Куда бы я ни приезжал на Волге, местные старожилы отдавали мне поклон, хотя без сомнения полагали, что я шофер. На такой машине мог ездить только очень большой начальник (раис), а шофер большого начальника в Таджикистане очень уважаемый человек.

Приобретение Волги оказалось как бы вкладом в наше дальнейшее обучение. После четырёх лет работы в Южной геофизической экспедиции мы с Нелей поступили в аспирантуру в Москве. Стипендия у нас была 90 рублей, чего явно было недостаточно, учитывая, что мы ещё и снимали жилье. Тут-то Волга, которая была срочно продана, и помогла нам безбедно прожить 3 года в Москве.

Создание прибора для исследования скважин

Партия у меня разрослась, и все шло хорошо. Тем не менее природа нашей работы была такова, что периоды дикой переработки, когда по несколько недель мы не знали никаких выходных, и времени не хватало даже на сон, сменялись днями отсутствия заказов. В такие дни мы не спеша занимались ремонтом оборудования, эталонированием аппаратуры и интерпретацией полученного ранее материала. Однако свободное время все равно оставалось.

Одним из наших постоянных объектов было флюоритовое месторождение в горах. Недалеко от него находилась флюоритовая фабрика. Флюорит используется в металлургической промышленности и является ценным оптическим сырьём.

Наша задача состояла в том, чтобы определить в скважинах положение зон с высоким содержанием флюорита. В республике работал комбинат, который надо было обеспечивать сырьем. Между тем по показаниям стандартного комплекса геофизических исследований скважин флюорит не отличался от вмещающих магматических и метаморфических пород. Соответственно, чтобы найти зоны с флюоритом все скважины бурили со сплошным отбором керна. Это такой способ бурения, когда порода, которую проходит скважина, выносится на поверхность, не дробясь. Каждый такой кусок породы (керн) аккуратно маркируется и отправляется на анализы в лабораторию. Бурение со сплошным отбором керна в целом занимает в три раза больше времени по сравнению с бурением без отбора керна и, соответственно, стоит в три раза больше.

Все это было мне известно, и я начал думать о возможности создании прибора для выделения зон флюоритовых оруденений, используя для этого свободное время, которое появлялось. В Душанбе была прекрасная библиотека, куда я время от времени наведывался. Читая о флюорите, обнаружил, что этот минерал имеет короткоживущий изотоп фтор 20, 20F. 20 это массовое число, равное суммарному количеству протонов и нейтронов в ядре. Природный фтор имеет один стабильный изотоп с массовым числом 19, 19F и состоит из 9 протонов и 10 нейтронов. Из природных соединений 19F наиболее распространен флюорит СаF . Если его облучать источником нейтронов образуется изотоп с массовым числом 20, 20F, который состоит из 9 протонов и 11 нейтронов. Этот изотоп является радиоактивным, излучая гамма-кванты с периодом полураспада 11,1 секунды.

2

В арсенале исследований скважин того времени существовал нейтронно-активационный каротаж, основанный на регистрации искусственно вызванного гамма-излучения, которое возникает при поглощении тепловых нейтронов ядрами разных элементов. Однако прибора для нейтронно-активационного каротажа на флюорит в то время не было.

После того как я обнаружил существование радиоактивного изотопа 20F, который можно получить бомбардируя природный флюорит нейтронами, стало ясно, что принцип нейтронно-активационного каротажа можно применить к этому минералу. Этого было достаточно, чтобы решиться сделать самому прибор для выделения зон флюоритовых оруденений.

Понятно, что полевая геофизическая экспедиция не предназначена для разработки и конструирования новых приборов. Для этого существовали научно исследовательские институты и конструкторские бюро. Но они были далеко, а флюоритовые скважины в горах, которые бурились в три раза дольше, чем они могли бы буриться с соответствующим прибором, были рядом. К тому же, экспедиция у нас была молодая и динамичная, так что когда я изложил свою идею создания прибора начальнику экспедиции Лёве Ишанкулову, он особенно не возражал. Единственным условием было, чтобы эта разработка не мешала нашей производственной деятельности.

Для начала надо было проверить возможно ли нашей техникой получить изотоп 20F, и зарегистрировать его излучение. Для этого надо было сделать физическую модель скважины. Я облюбовал свободный бокс на базе экспедиции, на базе мы быстро нашли и обсадную трубу нужного диаметра, использующуюся при бурении на флюорит. Зная радиус исследования геофизических методов, я рассчитал размер модели, чтобы исключить возможные краевые эффекты. Оставалось дело за породой. Я получил наряд на покупку нескольких мешков обогащенного флюорита, взял грузовую машину, нескольких рабочих, и мы поехали на флюоритовую фабрику. По дороге загрузили с горных отвалов разные вулканогенные породы, среди которых залегали флюоритовые оруденения.

На следующий день мы сколотили ящики, размер которых я рассчитал раньше, и поместили их вокруг обсадной трубы. Ящики засыпали набранной из отвалов породой. Два ящика по краям имитировали вмещающую породу, а в среднем помимо вмещающей породы находился обогащенный флюорит. Модель была готова. По сегодняшним меркам всё делалось сверхбыстро, причем у нас не было специального подразделения для этих работ. Они выполнялись основным составом партии в перерывах между выездами на скважины.

Теперь можно было в принципе проверить возможность создания изотопа 20F и регистрации его радиоактивности. Я подогнал к боксу с нашей моделью автоматизированную каротажную станцию. Мы поместили в обсадную трубу модели прибор радиоактивного каротажа на ручной лебедке и записали радиоактивный фон. После этого началась наиболее интересная часть работы. Для того чтобы полностью исключить влияние источника нейтронов на показания радиоактивного каротажа мы использовали источник нейтронов на манипуляторе, а не в приборе. В качестве прибора регистрации радиоактивного излучения использовали тот самый опытный прибор, который я отремонтировал в начале своей работы в экспедиции. Я сидел в станции, и два моих мастера, один с источником нейтронов на манипуляторе, а другой с опытным прибором, находились недалеко от модели. Переговорных устройств у нас не было, поэтому команды были зашифрованы в звуковом сигнале машины.

По первому сигналу мастер с источником нейтронов размещал его напротив флюоритового пласта в модели. После нескольких секунд облучения он быстро извлекал источник и бегом уносил его в контейнер. Одновременно другой мастер подбегал к модели и вставлял в нее опытный прибор радиоактивного каротажа так, чтобы он находился против флюоритового пласта. Прибор был заранее подключен к станции, и я производил в течение нескольких секунд запись радиоактивности. То же самое делалось для вмещающей пустой породы, окружающей пласт флюорита. Для каждой породы мы делали несколько дублей.

Вся это беготня с источником и прибором не могла не обратить на себя внимания окружающих. Не менее 10 сотрудников экспедиции внимательно наблюдали за нами, перекидываясь шутками и остротами в наш адрес. Мои ребята достойно парировали эти комментарии. Работа была сделана.

Сравнив замеры наведенной радиоактивности с фоновыми я увидел, что повышение радиоактивности против пласта флюорита было явно больше, чем во вмещающей пустой породе. Это был зелёный свет на создание прибора активационного каротажа на флюорит.

Тем не менее я решил сделать ещё одну проверку. Дело в том, что энергетический состав излучения изотопа 20F был известен из литературы. Было понятно, что эффект в этом энергетическом диапазоне должен быть выше. В опытах, которые мы провели, измерялась общая радиоактивность, включающая все энергетические диапазоны. Теперь же надо было провести замеры спектроскопического гамма излучения. Для этого нужна была специальная аппаратура, которой в экспедиции не было.

Я знал, что в системе Академии наук Таджикистана был институт физики. Туда-то я и решил наведаться в надежде найти нужную мне аппаратуру. Этот визит заслуживает отдельного описания, но прежде мне хотелось бы сказать несколько слов о своём служебном удостоверении.