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1、1. L520型中子水分仪的的特点与应用中子水分仪是集多种高新技术于一体的高科技产品。它可反复原 位测量田间任意深度的土壤含水量，不用采样，测速快，精度高，直 读含水量值。能存贮并向计算机传输测量数据。仪器使用寿命长，重 量轻，操作简便，并采用低强度同位素中子源，特别防护设计放射 防护优于国家标准。中子法测水是国际公认的先进的土壤含水量测量方法，特别适用 于深层土壤含水量的测量与水分动态变化观察，在2米以上至数十米 的深度内，其优越性无可替代，在地质、水文、林业、旱作农业、农 田水利、工程建筑等诸多领域有广泛的应用。它给有关科研和生产人 员提供了一种崭新的测量手段，使过去无法或难以进行的科学实
2、验与 技术推广工作变得简单快捷。2. L520型中子水分仪的使用首先在欲测量的田间埋设测量导管。导管长度为测量要求的最深 深度（市场所购成品通常不超过6米，更长需套接）。导管一般为铝质 或薄壁不锈钢管，底部焊接密封以防水渗入。导管上端高出地面约 10厘米，测量时仪器底部喇叭口与导管对接，探头顺着导管放至欲 测深度，30秒左右即可得到该土层的含水量值，这样从上彳主下即可 逐层测出导管深度范围内的土壤含水量。仪器内有10条多项式标定 方程供用户选择，用于不同土质的测量计算。测量结果可自动贮存在 仪器的单片计算机系统中，每次可存1800个数据。测量完毕后，这 些数据可通过串行口输入到计算机的中子水分
3、仪管理软件中，并能复 制到EXCEL软件里，然后进一步计算处理。导管通常是半永久性埋 置，可连续测量许多年，由于不用取样，没有扰动土壤，每次测量位 置和测量条件一致，可得到被测田地水分长期准确完整的资料L520 型中子水分仪在20年的使用期内，测量效率不会有任何下降，除了 充电电池只能用4年左右外，不用更换任何其他部件，一次投资长期 受益，综合费用低于其他测量方法3，中子测水的基本原理由普通物理学的动量守恒定律可知，如运动着的乒乓球碰到一个 铁球时，该乒乓球仅运动方向改变而速度变化很小，即能量损失很少； 但运动着的乒乓球碰到一个静止的乒乓球时，它会使静止的乒乓球向 前运动而自己却停了下来，即能
4、量损失很大。氢原子的质量和中子十 分接近，所以一个高速运动的快中子和氢原子发生弹性碰撞时，它的 能量急剧下降，平均十多次碰撞就减速变成能量很小的热中子。在中 子水分仪前端，装有一个同位素中子源，它能不断地发射出快中子， 当土壤中的含氢量（即含水量）较大时，快中子很快被慢化成热中子， 这些热中子犹如云雾一般紧紧围绕在中子源的周围:如土壤含水量较 小时，中子被碰撞的机会少，能运动到稍远的地方去，这样中子云的 密度就较稀疏，反之亦然。在中子源的附近，装有一个热中子探测器， 它能测出进入其体积内的热中子，这样热中子计数和土壤含水量之 间就存在一种确定的关系，通过标定，我们就能由热中子计数算出土 壤含水
5、量。4,仪器的标定中子水分仪所测到的只是热中子计数，但这个计数对应的精确的 土壤含水量究竟是多少，必须要通过标定才能知道，标定就是给某一 测量器具刻划上计量刻度。如温度计的标定是把一根空白的温度计放 在冰水中，确定出0。，放入沸水中，确定出100C。点，然后再把两 点之间均匀地分成100等份，这样就可以用它去测量未知的温度了。 中子仪的标定也类似，我们将中子仪探头放入某一层土壤中，测量出 一个计数值，随即在导管四周用土钻取出这层土壤的土样，用标准的 烘干法测出土壤含水量，这样就得到一对数值，再选择不同含量的土 壤继续测量取样，我们就能得到一组组数值，通过数学上的回归计算， 得到回归方程。在实际
6、测量中是测出热中子计数值，再由回归方程算 出含水量，当然这一过程是由仪器内的单片计算机系统自动完成的。5.放射防护知识一提到放射性，人们彳主彳主把它和原子弹联系在一起，感到恐惧， 这是人们对它；不太了解的缘故。其实，我们无时无刻不在和放射性 打交道。在家中，墙体材料中的放射性同位素会发出射线，在户外， 宇宙射线能穿过我们的身体，随着现代医学的发展，越来越多诊断和 治疗使用了放射性仪器，从几乎人人都做过的胸部透视、拍片，到 CT、同位素扫描：从癌症病人的放疗、Y刀治疗，到甲状腺病人 口服或注射同位素的疹断与治疗，在这些情况下，人们彳主彳主接受了几 十上百倍超常放射线的辐射，统计资料表明，超过居民
7、标准剂量1000 倍，仅有2%的人会出现轻微反应，超过3000倍时，才可能出现失 眠、头昏、食欲减退等症状。国家环境保护局1988年发布的 (6B8703-88规定，对于从事放射性工作的人员，每年允 许接受的剂量当量为50毫希弗，按每年接触放射性时间2000小时计 算，则每小时的剂量当量率为0. 025毫希弗，经换算，与之相当的 快中子允许通量是18中子/秒/米2 ，热中子为670中子/秒/米 2，L520型中子水分仪中子源的中子发射率为5x104中子/秒/米2, 计算后可知，即使无任何屏蔽的裸源，距它14. 8厘米处的剂量当量 率已符合国家标准了，而L520型中子水分仪的中子源是包裹在厚厚 的聚乙烯防护容器中，容器外层还有一层对热中子吸收率极大的含硼 材料，快中子在容器中大部分已被慢化和吸收了，仪器外面的剂量当 量己远低于国家标准，况且测量者工作时躯体距探头一般在1米以 上，年工作时间也不到2000小时，因此所受到的辐射量是很小的， 不会对身体产生不良的影响。
中子土壤水分仪原理
