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)人員專門為這種檢測(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

淺層核子儀

　　—淺層核子儀又稱為表層核子儀。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、周圍環(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?，F(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。