核子密度儀可以檢測(cè)的建筑材料和適用的檢測(cè)領(lǐng)域　通常核子儀都可以用于檢測(cè)各種類(lèi)型的土壤、石頭、土石混合物等土工材料。有些儀器可以檢測(cè)水泥混凝土，但很多儀器不能檢測(cè)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(cè)土工材料時(shí)，被測(cè)材料必須有一定的厚度和足夠大的體積，否則沒(méi)有足夠多的射線計(jì)數(shù)用于計(jì)算密度或濕度。瀝青混合料通常在鋪筑時(shí)每層的厚度都不會(huì)超過(guò)7-8厘米。儀器在檢測(cè)時(shí)射線會(huì)穿透這個(gè)層厚而同時(shí)檢測(cè)了其它材料，這樣儀器的檢測(cè)結(jié)果就不僅僅是我們希望檢測(cè)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(shè)計(jì)人員專(zhuān)門(mén)為這種檢測(cè)目的進(jìn)行程序上和檢測(cè)技術(shù)上的改造而設(shè)置薄層檢測(cè)功能，否則儀器就不能用于檢測(cè)薄層的瀝青混合料和其它混凝土材料。

　　核子儀可以用于公路的地基、基層和面層、鐵路路基、水庫(kù)堤壩、機(jī)場(chǎng)跑道以及港口、發(fā)電廠、高等級(jí)賽車(chē)跑道、高層建筑等土木工程的現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量控制、監(jiān)理檢測(cè)、工程驗(yàn)收。核子儀可以用于各種土木工程的養(yǎng)護(hù)檢測(cè)及各種研究和開(kāi)發(fā)。用于實(shí)驗(yàn)室和工程試驗(yàn)區(qū)段可以快速、準(zhǔn)確獲取各項(xiàng)施工參考數(shù)據(jù)。

　　注4：由于核子儀檢測(cè)的準(zhǔn)確、快速、安全和低成本，目前在壓實(shí)度檢測(cè)方面沒(méi)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(xiàng)目上，沒(méi)有核子儀的應(yīng)用，要保證工程的質(zhì)量和施工效率是不可能做到的。所以在世界范圍內(nèi)，核子儀被及其廣泛地應(yīng)用于幾乎所有的大型和重要的土木工程項(xiàng)目

的分類(lèi)

淺層核子儀

　　—淺層核子儀又稱(chēng)為表層核子儀。當(dāng)我們提到核子儀時(shí)，通常是指測(cè)量深度為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、鐵路及水利大壩等土木工程的施工中應(yīng)用和市場(chǎng)上zui常見(jiàn)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

　　（雙桿核子儀）—分層核子儀又稱(chēng)為中層核子儀，測(cè)量深度為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(cè)桿，所以有的地方稱(chēng)作雙桿核子儀，其放射源和檢測(cè)器分別放置于兩根不同的探桿的端部, 沿水平層面逐層檢測(cè)被壓實(shí)材料, 一般應(yīng)用于壓實(shí)層較厚的情況, 特別適用于碾壓混凝土（RCC）工程項(xiàng)目的壓實(shí)檢測(cè)。

深層核子儀

　　—深層核子儀的測(cè)量深度為數(shù)米至數(shù)百米深，如501DR和503DR中子水分儀。深層核子儀一般用于深層填埋材料的密度和含水率檢測(cè), 還有定點(diǎn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)公路、鐵路路基、堤壩、護(hù)坡等的密度和含水率的變化以及用于檢測(cè)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)儀用于無(wú)污染、快速檢測(cè)瀝青混合料中的瀝青含量，代表性的型號(hào)有AC-2R瀝青含量測(cè)試儀。

核子密度/濕度檢測(cè)儀的工作原理

1. 總密度（濕密度）檢測(cè)原理

　　一個(gè)密封的10毫居里銫-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(huì)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，那么在一定時(shí)間內(nèi)較多的伽瑪射線就會(huì)穿過(guò)材料，檢測(cè)管的計(jì)數(shù)將較高：反之，如果材料的密度較高，高密度的材料吸收了更多的伽瑪射線，那么在同樣時(shí)間內(nèi)就會(huì)有較少的伽瑪射線穿過(guò)材料，檢測(cè)管的計(jì)數(shù)將較低。

　　伽瑪射線在被測(cè)材料中的穿透、反射和被吸收等行為只與被測(cè)材料中的組成成分的所有原子的原子核的質(zhì)量相關(guān)。核子儀測(cè)量的總密度實(shí)際是單位體積的土工材料總的原子量。只有當(dāng)被測(cè)材料的總的原子量發(fā)生變化時(shí)，核子儀的檢測(cè)結(jié)果才相應(yīng)地發(fā)生變化。

2.水分（濕度）檢測(cè)原理

　　一個(gè)密封的50毫居里镅241/鈹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后，迅速失去能量而變成低能中子，而其它任何種類(lèi)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(dāng)中子射線穿過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生更多的低能中子；同樣的原因，當(dāng)被測(cè)材料較干時(shí)，產(chǎn)生的低能中子數(shù)目就較少。儀器中的濕度檢測(cè)管只檢測(cè)低能中子。低能中子計(jì)數(shù)越高，表示被測(cè)材料的濕度越高；反之，低能中子計(jì)數(shù)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(jìn)行密度和水分測(cè)量時(shí)，分別使用不同的放射源，不同的射線接受器，不同的數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)，所以密度和水分兩個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)相互獨(dú)立，其檢測(cè)數(shù)據(jù)也互不影響。

核子儀的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)和檢定（標(biāo)定）　　標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)—放射源衰減、周?chē)h(huán)境變化和本底輻射都會(huì)影響儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)。每天或檢測(cè)環(huán)境發(fā)生變化后，將儀器放置標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)塊上進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲得新的計(jì)數(shù)參比結(jié)果，可以清除以上因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)使用的工具是標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)塊。標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)塊為一小型的長(zhǎng)方體塑料塊，簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)塊。其密度和含有的氫元素都是穩(wěn)定不變的。標(biāo)準(zhǔn)塊厚度為5.1厘米或7.6厘米，面積相當(dāng)于核子儀底座的面積。每臺(tái)儀器都有自己對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)塊。

　　的檢定—核子儀之所以能夠準(zhǔn)確檢測(cè)材料的密度和濕度是因?yàn)楹俗觾x在制造時(shí)經(jīng)過(guò)了檢定。檢定的具體方法是將儀器依次對(duì)一組密度高低不同的標(biāo)準(zhǔn)材料塊（檢定塊）進(jìn)行檢測(cè)，建立射線數(shù)量和標(biāo)準(zhǔn)密度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在坐標(biāo)圖上，將不同的射線計(jì)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)密度之間的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)連接起來(lái)就會(huì)得到一條檢定曲線，即在儀器的射線計(jì)數(shù)率與材料測(cè)試結(jié)果（密度和濕度）之間建立了適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系。檢定數(shù)據(jù)可以以圖、表和等效系數(shù)等方式表示出來(lái)或貯存在儀器里面，以用于將計(jì)數(shù)率換算成材料的密度值。

　　每一臺(tái)核子儀在出廠時(shí)，都應(yīng)該已經(jīng)檢定過(guò)了。現(xiàn)存儀器經(jīng)過(guò)可能影響儀器結(jié)構(gòu)的維修后，必須進(jìn)行檢定。所以zui多每隔一年就應(yīng)該使用標(biāo)準(zhǔn)密度和濕度材料對(duì)儀器的檢定進(jìn)行驗(yàn)證或重新建立檢定關(guān)系。如果驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)核子儀的檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)材料的密度或濕度之間的差異已經(jīng)不符合檢測(cè)要求，需要重新建立新的檢定關(guān)系。