RD99型智能中子土壤水分儀1．RD99型中子水分儀的的特點與應用RD99型中子水分儀是集多種高新技術于一體的高科技產品。它可反復原位測量田間任意深度的土壤含水量，不用采樣，測速快，精度高，直讀含水量值。能存貯并向計算機傳輸測量數據。儀器使用壽命極長，重量輕，操作簡便，并采用低強度同位素中子源，特別防護設計，放射防護優于國家標準。中子法測水是國際公認的先進的土壤含水量測量方法，測量精確度屬最好的一類，特別適用于深層土壤含水量的測量與水分動態變化觀察，在2米以上至數十米的深度內，其優越性無可替代，在地質、水文、林業、旱作農業、農田水利、工程建筑等諸多領域有廣泛的應用。它給有關科研和生產人員提供了一種嶄新的測量手段，使過去無法或難以進行的科學實驗與技術推廣工作變得簡單快捷。2．RD99型中子水分儀的使用首先在欲測量的田間埋設測量導管。導管長度為測量要求的最深深度(市場所購成品管通常不超過6米，更長需套接)。導管一般為鋁質或薄壁不銹鋼管，底部焊接密封以防水滲入。導管上端高出地面約10厘米以防防雨水灌入。測量時儀器底部喇叭口與導管對接，探頭順著導管放至欲測深度，這時中子穿過導管壁進入土壤，取得土壤水分信息后再穿過導管壁回到探頭，只要30秒左右即可得到該土層的含水量值，這樣從上往下即可逐層測出導管深度范圍內的土壤含水量。儀器內有10條多項式標定方程供用戶選擇，用于不同土質的測量計算。測量結果可自動貯存在儀器的單片計算機系統中，每次可存1800個數據。測量完畢后，這些數據可通過串行口輸入到計算機的中子水分儀管理軟件中，并能復制到EXCEL軟件里，然后進一步計算處理。導管通常是半永久性埋置，可連續測量許多年，由于不用取樣，沒有擾動土壤，每次測量位置和測量條件一致，可得到被測田地水分長期準確完整的資料。RD99型中子水分儀在20年的使用期內，測量效率不會有任何下降，除了充電電池只能用5年左右外，不用更換任何其他部件，一次投資長期受益，綜合費用低于其他測量方法。中子水分儀的另一個重要優點是可測冰和結晶水，這在冰土層測量中是其它測量方法不可比擬的。3，中子測水的基本原理由普通物理學的動量守恒定律可知，如運動著的乒乓球碰到一個鐵球時，該乒乓球僅運動方向改變而速度變化很小，即能量損失很少；但運動著的乒乓球碰到一個靜止的乒乓球時，它會使靜止的乒乓球向前運動而自己卻停了下來，即能量損失很大。氫原子的質量和中子十分接近，所以一個高速運動的快中子和氫原子發生彈性碰撞時，它的能量急劇下降，平均十多次碰撞就減速變成能量很小的熱中子。在中子水分儀前端，裝有一個同位素中子源，它能不斷地發射出快中子，當土壤中的含氫量(即含水量)較大時，快中子很快被慢化成熱中子，這些熱中子猶如云霧一般緊緊圍繞在中子源的周圍：如土壤含水量較小時，中子被碰撞的機會少，能運動到稍遠的地方去，這樣中子云的密度就較稀疏，反之亦然。在中子源的附近，裝有一個熱中子探測器，它能測出進入其體積內的熱中子，這樣熱中子計數和土壤含水量之間就存在一種確定的關系，通過標定，我們就能由熱中子計數算出土壤含水量。4，儀器的標定中子水分儀所測到的只是熱中子計數，但這個計數對應的土壤含水量究竟是多少，必須要通過標定才能知道，標定就是給某一測量器具刻劃上計量刻度。如溫度計的標定是把一根空白的溫度計放在冰水中，確定出0度，再放入沸水中，確定出100度點，然后再把兩點之間均勻地分成100等份，這樣就可以用它去測量未知的溫度了。中子儀的標定也類似，我們將中子儀探頭放入某一層土壤中，測量出一個計數值，隨即在導管四周用土鉆取出這層土壤的土樣，用標準的烘干法測出土壤含水量，這樣就得到一對數值，再選擇不同含量的土壤繼續測量取樣，我們就能得到一組組數值，通過數學上的回歸計算，得到回歸方程。在實際測量中是測出熱中子計數值，再由回歸方程算出含水量，當然這一過程是由儀器內的單片計算機系統自動完成的。5．放射防護知識一提到放射性，人們往往把它和原子彈聯系在一起，感到恐懼，這是人們對它不太了解的緣故。其實，我們無時無刻不在和放射性打交道。在家中，墻體材料中的放射性同位素會發出射線，在戶外，宇宙射線能穿過我們的身體，隨著現代醫學的發展，越來越多診斷和治療使用了放射性儀器，幾乎人人都做過的胸部透視、拍片，不少人接受過CT、同位素掃描檢查，癌癥病人的放療、伽馬刀治療，甲狀腺病人口服或注射同位素等，往往接受了幾十上百倍超常放射線的輻射，統計資料表明，超過居民標準劑量1000倍，僅有2％的人會出現輕微反應，超過3000倍時，才可能出現失眠、頭昏、食欲減退等癥狀。根據國家《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871－2002），對于從事放射性工作的人員，每年允許接受的劑量當量為50毫希弗，按每年接觸放射性時間2000小時計算，則每小時的劑量當量率為0.025毫希弗，經換算，與之相當的快中子允許通量是18中子／秒／米2，熱中子為670中子／秒／米2，L520型中子水分儀中子源的中子發射率為5 104中子／秒／米2，計算后可知，即使無任何屏蔽的裸源，距它14．8厘米處的劑量當量率已符合國家標準了，而L520型中子水分儀的中子源是包裹在厚厚的聚乙烯防護容器中，容器外層還有一層對熱中子吸收率極大的含硼材料，快中子在容器中大部分已被慢化和吸收了，儀器外面的劑量當量己遠低于國家標準，況且測量者工作時軀體距探頭一般在1米以上，年工作時間也不到2000小時，因此所受到的輻射量是很小的，不會對身體產生不良的影響。但中子土壤水分儀中含有放射源，根據相關規定，使用單位應到環保部門申請注冊，才能購買使用。