核子密度儀

核子密度儀可以檢測的建築材料和适用的檢測領域　通常核子儀都可以用於檢測各種類型的土壤、石頭、土石混合物等土工材料。有些儀器可以檢測水泥混凝土，但很多儀器不能檢測瀝青混合料和層厚比較小的混凝土材料。

　核子密度儀　注3：通常核子儀檢測土工材料時，被測材料必須有一定的厚度和足夠大的體積，否則沒有足夠多的射線計數用於計算密度或濕度。瀝青混合料通常在鋪築時每層的厚度都不會超過7-8厘米。儀器在檢測時射線會穿透這個層厚而同時檢測瞭其它材料，這樣儀器的檢測結果就不僅僅是我們希望檢測的薄層材料的密度，而是不同層厚的材料的共同的密度。除非儀器設計人員專門爲這種檢測目的進行程序上和檢測技術上的改造而設置薄層檢測功能，否則儀器就不能用於檢測薄層的瀝青混合料和其它混凝土材料。

　　核子儀可以用於公路的地基、基層和面層、鐵路路基、水庫堤壩、機場跑道以及港口、發電廠、高等級賽車跑道、高層建築等土木工程的現場施工的質量控制、監理檢測、工程驗收。核子儀可以用於各種土木工程的養護檢測及各種研究和開發。用於實驗室和工程試驗區段可以快速、準確獲取各項施工參考數據。

　　注4：由於核子儀檢測的準確、快速、安全和低成本，目前在壓實度檢測方面沒有任何其他方法可以取代核子儀。尤其在使用瀝青混凝土和水泥混凝土的工程項目上，沒有核子儀的應用，要保證工程的質量和施工效率是不可能做到的。所以在世界範圍内，核子儀被及其廣泛地應用於幾乎所有的大型和重要的土木工程項目

的分類

淺層核子儀

　　—淺層核子儀又稱爲表層核子儀。當我們提到核子儀時，通常是指測(cè)量深度爲30厘米的淺層核子密度/濕度檢測(cè)儀，如MC-3C型和MC-4C型核子儀。在公路、鐵路及水利大壩(bà)等土木工程的施工中應用和市場上zui常見的就是這種淺層核子儀。本文介紹的核子儀主要是指這種淺層核子儀。

分層核子儀

　　（雙杆核子儀）—分層核子儀又稱爲中層核子儀，測量深度爲60-90厘米, 如MC-S-24和MC-S-36型核子儀。分層核子儀有兩根檢測杆，所以有的地方稱作雙杆核子儀，其放射源和檢測器分别放置於兩根不同的探杆的端部, 沿水平層面逐層檢測被壓實材料, 一般應用於壓實層較厚的情況, 特别适用於碾壓混凝土（RCC）工程項目的壓實檢測。

深層核子儀

　　—深層核子儀的測量深度爲數米至數百米深，如501DR和503DR中子水分儀。深層核子儀一般用於(yú)深層填埋材料的密度和含水率檢測, 還有定點長期監測公路、鐵路路基、堤壩(bà)、護坡等的密度和含水率的變化以及用於(yú)檢測水中的含沙量和含泥量。

瀝青含量核子儀

　　—核子瀝青含量檢測(cè)儀用於(yú)無污染、快速檢測(cè)瀝青混合料中的瀝青含量，代表性的型号有AC-2R瀝青含量測(cè)試儀。

核子密度/濕度檢(jiǎn)測(cè)儀的工作原理

1. 總密度（濕密度）檢測原理

　　一個密封的10毫居裏铯-137伽瑪源向土壤等被測(cè)材料放射伽瑪射線，穿透被檢測(cè)材料的射線會被儀器中的密度檢測(cè)管檢測(cè)到。如果材料的密度較低，材料吸收的伽瑪射線較少，那麽在一定時間内較多的伽瑪射線就會穿過材料，檢測(cè)管的計數将較高：反之，如果材料的密度較高，高密度的材料吸收瞭(le)更多的伽瑪射線，那麽在同樣時間内就會有較少的伽瑪射線穿過材料，檢測(cè)管的計數将較低。

　　伽瑪射線在被測(cè)材料中的穿透、反射和被吸收等行爲隻與被測(cè)材料中的組成成分的所有原子的原子核的質量相關。核子儀測(cè)量的總密度實際是單位體積的土工材料總的原子量。隻有當被測(cè)材料的總的原子量發生變(biàn)化時，核子儀的檢測(cè)結果才相應地發生變(biàn)化。

2.水分（濕度）檢測原理

　　一個密封的50毫居裏镅241/铍中子源向土壤等被測(cè)材料放射高能中子射線，高能中子與氫原子碰撞後，迅速失去能量而變(biàn)成低能中子，而其它任何種類的原子都不能象氫原子那樣顯著減少高能中子的能量。被測(cè)材料中的濕度越高，水分含量就越高，氫原子就越多，當中子射線穿過時，将産生更多的低能中子；同樣的原因，當被測(cè)材料較幹時，産生的低能中子數目就較少。儀器中的濕度檢測(cè)管隻檢測(cè)低能中子。低能中子計數越高，表示被測(cè)材料的濕度越高；反之，低能中子計數越低，表示濕度越低。核子儀測(cè)量的是地表到地表以下10公分的材料的平均含水率。

　　核子儀在進行密度和水分測(cè)量時，分别使用不同的放射源，不同的射線接受器，不同的數據計算系統，所以密度和水分兩個檢測(cè)系統相互獨(dú)立，其檢測(cè)數據也互不影響。

核子儀的标準計數和檢定（标定）　　标準計數—放射源衰減、周圍環境變(biàn)化和本底輻射都會影響儀器的檢測數據。每天或檢測環境發生變(biàn)化後，将儀器放置标準計數塊上進行計數，獲得新的計數參比結果，可以清除以上因素對檢測結果的影響。标準計數使用的工具是标準計數塊。标準計數塊爲一小型的長方體塑料塊，簡稱标準塊。其密度和含有的氫元素都是穩定不變(biàn)的。标準塊厚度爲5.1厘米或7.6厘米，面積相當於(yú)核子儀底座的面積。每台儀器都有自己對應的标準塊。

　　的檢定—核子儀之所以能夠準確檢測材料的密度和濕度是因爲核子儀在制造時經過瞭(le)檢定。檢定的具體方法是将儀器依次對一組密度高低不同的标準材料塊（檢定塊）進行檢測，建立射線數量和标準密度值之間的對應關系。在坐标圖上，将不同的射線計數與标準密度之間的對應的點連接起來就會得到一條檢定曲線，即在儀器的射線計數率與材料測試結果（密度和濕度）之間建立瞭(le)适當的對應關系。檢定數據可以以圖、表和等效系數等方式表示出來或貯存在儀器裏面，以用於(yú)将計數率換算成材料的密度值。

　　每一台核子儀在出廠時，都應該已經檢定過瞭(le)。現存儀器經過可能影響儀器結構的維修後，必須進行檢定。所以zui多每隔一年就應該使用标準密度和濕度材料對儀器的檢定進行驗證或重新建立檢定關系。如果驗證發現核子儀的檢測(cè)結果與标準材料的密度或濕度之間的差異已經不符合檢測(cè)要求，需要重新建立新的檢定關系。