核子密度儀可以檢測的建筑材料和適用的檢測領(lǐng)域　通常核子儀都可以用于檢測各種類(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(shí)，被測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(xiàn)計數用于計算密度或濕度。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。儀器在檢測時(shí)射線(xiàn)會(huì )穿透這個(gè)層厚而同時(shí)檢測了其它材料，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(zhuān)門(mén)為這種檢測目的進(jìn)行程序上和檢測技術(shù)上的改造而設置薄層檢測功能，否則儀器就不能用于檢測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、水庫堤壩、機場(chǎng)跑道以及港口、發(fā)電廠(chǎng)、高等級賽車(chē)跑道、高層建筑等土木工程的現場(chǎng)施工的質(zhì)量控制、監理檢測、工程驗收。核子儀可以用于各種土木工程的養護檢測及各種研究和開(kāi)發(fā)。用于實(shí)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：由于核子儀檢測的準確、快速、安全和低成本，目前在壓實(shí)度檢測方面沒(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目上，沒(méi)有核子儀的應用，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，核子儀被及其廣泛地應用于幾乎所有的大型和重要的土木工程項目

的分類(lèi)

淺層核子儀

　　—淺層核子儀又稱(chēng)為表層核子儀。當我們提到核子儀時(shí)，通常是指測量深度為30厘米的淺層核子密度/濕度檢測儀，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

　?。p桿核子儀）—分層核子儀又稱(chēng)為中層核子儀，測量深度為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桿，所以有的地方稱(chēng)作雙桿核子儀，其放射源和檢測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被壓實(shí)材料, 一般應用于壓實(shí)層較厚的情況, 特別適用于碾壓混凝土（RCC）工程項目的壓實(shí)檢測。

深層核子儀

　　—深層核子儀的測量深度為數米至數百米深，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, 還有定點(diǎn)長(cháng)期監測公路、鐵路路基、堤壩、護坡等的密度和含水率的變化以及用于檢測水中的含沙量和含泥量。

瀝青含量核子儀

　　—核子瀝青含量檢測儀用于無(wú)污染、快速檢測瀝青混合料中的瀝青含量，代表性的型號有AC-2R瀝青含量測試儀。

核子密度/濕度檢測儀的工作原理

1. 總密度（濕密度）檢測原理

　　一個(gè)密封的10毫居里銫-137伽瑪源向土壤等被測材料放射伽瑪射線(xiàn)，穿透被檢測材料的射線(xiàn)會(huì )被儀器中的密度檢測管檢測到。如果材料的密度較低，材料吸收的伽瑪射線(xiàn)較少，那么在一定時(shí)間內較多的伽瑪射線(xiàn)就會(huì )穿過(guò)材料，檢測管的計數將較高：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(xiàn)，那么在同樣時(shí)間內就會(huì )有較少的伽瑪射線(xiàn)穿過(guò)材料，檢測管的計數將較低。

　　伽瑪射線(xiàn)在被測材料中的穿透、反射和被吸收等行為只與被測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。只有當被測材料的總的原子量發(fā)生變化時(shí)，核子儀的檢測結果才相應地發(fā)生變化。

2.水分（濕度）檢測原理

　　一個(gè)密封的50毫居里镅241/鈹中子源向土壤等被測材料放射高能中子射線(xiàn)，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(zhù)減少高能中子的能量。被測材料中的濕度越高，水分含量就越高，氫原子就越多，當中子射線(xiàn)穿過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生更多的低能中子；同樣的原因，當被測材料較干時(shí)，產(chǎn)生的低能中子數目就較少。儀器中的濕度檢測管只檢測低能中子。低能中子計數越高，表示被測材料的濕度越高；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)行密度和水分測量時(shí)，分別使用不同的放射源，不同的射線(xiàn)接受器，不同的數據計算系統，所以密度和水分兩個(gè)檢測系統相互獨立，其檢測數據也互不影響。

核子儀的標準計數和檢定（標定）　　標準計數—放射源衰減、周?chē)h(huán)境變化和本底輻射都會(huì )影響儀器的檢測數據。每天或檢測環(huán)境發(fā)生變化后，將儀器放置標準計數塊上進(jìn)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。標準計數使用的工具是標準計數塊。標準計數塊為一小型的長(cháng)方體塑料塊，簡(jiǎn)稱(chēng)標準塊。其密度和含有的氫元素都是穩定不變的。標準塊厚度為5.1厘米或7.6厘米，面積相當于核子儀底座的面積。每臺儀器都有自己對應的標準塊。

　　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為核子儀在制造時(shí)經(jīng)過(guò)了檢定。檢定的具體方法是將儀器依次對一組密度高低不同的標準材料塊（檢定塊）進(jìn)行檢測，建立射線(xiàn)數量和標準密度值之間的對應關(guān)系。在坐標圖上，將不同的射線(xiàn)計數與標準密度之間的對應的點(diǎn)連接起來(lái)就會(huì )得到一條檢定曲線(xiàn)，即在儀器的射線(xiàn)計數率與材料測試結果（密度和濕度）之間建立了適當的對應關(guān)系。檢定數據可以以圖、表和等效系數等方式表示出來(lái)或貯存在儀器里面，以用于將計數率換算成材料的密度值。

　　每一臺核子儀在出廠(chǎng)時(shí)，都應該已經(jīng)檢定過(guò)了?，F存儀器經(jīng)過(guò)可能影響儀器結構的維修后，必須進(jìn)行檢定。所以zui多每隔一年就應該使用標準密度和濕度材料對儀器的檢定進(jìn)行驗證或重新建立檢定關(guān)系。如果驗證發(fā)現核子儀的檢測結果與標準材料的密度或濕度之間的差異已經(jīng)不符合檢測要求，需要重新建立新的檢定關(guān)系。