FHZDZTR0012土壤含水量的测定中子减速法.PDF

FHZDZTR0012 土壤 含水量的测定 中子减速法 F-HZ-DZ-TR-0012 土壤—含水量的测定—中子减速法 1 范围 本方法适用于田间土壤剖面含水量(土壤容积湿度) 的动态测定。 2 原理 中子减速法主要用于监视田间土壤剖面含水量。方法优点是操作简便(可自动记录) ，并 且对同一地点和深度的代表性土壤容积湿度，不受土壤种类、组成、结构等因素的影响。从 放射源放射出的快速中子，以辐射状辐射至土壤中，当碰撞原子核时可能散射或被吸收，逐 渐失去能量而减速。碰撞原子核的质量愈小，减速的比例愈大，特别是碰撞氢原子核，中子 的减速最大。实验发现，在土壤中快中子的减弱与土壤中氢的含量成比例。因此，由于土壤 水分的差异，相应地可以从探测器上反映出所捕获的慢中子(即热中子)数量的变化。如对各 种土壤的含水量与中子数量的关系进行校准，即可根据探测器所检出的中子数求得土壤含水 量。 3 仪器 中子水分仪，包括两个主要部分：探测器，包括一个快中子放射源和一个慢中子检测器。 定标器或定率器，用作监视慢中子流，慢中子流与土壤含水量成比例。快中子放射源可采用 镭 226-铍、镅241-铍等中子源，近年来还有采用微量的纯锎252 ，其放射线损伤的危险性很小。 选用寿命长的快中子源(如镭226-铍的半衰期为1620 年) ，可使用很多年而无显著的辐射流变 化。探测器有插入型和表面型两种。 4 操作步骤 4.1 插入型探测器须将探头放入测定地点土壤中的套管中，垂直地插入土壤的一定深度进行 测定。表面型探测器测定时，必须使地表平坦，探测器的底面和地表密切接触，可以测定从 地表到20cm~30cm 深的土壤容积湿度。 4.2 打开中子水分仪的开关，直接从定标器或定率器上读出计数率，计数率与土壤容积湿度 成线性关系。 注1：测定含水量的有效容积，取决于氢核的浓度，即取决于土壤单位容积的湿度，以及取决于放射出快中子的能量。 常用的镭 226-铍源，所测定的土壤容积实际上是一个球形，对湿润的土壤其直径大约 15cm，而对干燥土壤其直 径可能大到50cm 或更多。监视的容积相对大，有利于水平衡的研究，大容积通常比小的样品测定更能代表田间 土壤的含水量。 注2 ：土壤中锰、铁、氯(特别是海水浸透过的土壤)等元素含量较多，这些元素的吸收能力也较强；另外有机质中也含 有大量的氢，这些元素存在时的相互干扰，是造成测定误差的主要原因，需要进行校正。同时套管的种类和磨损 程度也有一定影响，因此在使用中应及时更换或在长期使用中重新进行必要的校正。 注 3 ：不正当地使用仪器是有危险的，危险性来自中子源的辐射强度、暴露的时间以及中子源和作业人员的距离。只 要注意安全操作规程，仪器是能够安全使用的。 5 结果计算 将读出的计数率查表或标准曲线换算成土壤容积湿度(容积%) 。 6 允许差 进行两次平行测定，取其算术平均值，取一位小数。两次平行测定结果允许差0.3% 。 7 参考文献 [1] LY/T 1213-1999. 森林土壤含水量的测定. [2] 孙鸿烈，刘光崧. 土壤理化分析与剖面描述. 北京：中国标准出版社. 1996，9. 1