宇宙射线中子法土壤水分监测在不同生态系统雨季的适用性

宇宙射线中子法是目前测量中尺度土壤水分的一种新兴方法,通过监测近地表附近中子的数量来监测土壤含水率,理论探测深度12~76 cm。为了评估宇宙射线中子法土壤水分监测在草地、农田和林地3种不同生态系统测量深度适用性和对降水的敏感性。本研究分析了中国气象局自动土壤水分站观测数据和遥感土壤水分监测数据与宇宙射线中子法土壤水分监测数据差异性和相关性。结果显示,宇宙射线中子法土壤水分监测草地0~20 cm效果最优,农田和林地0~30 cm最优;在农田和林地生态系统土壤水分监测结果与自动土壤水分站点差异较小,优于遥感监测;但对于草地生态系统,宇宙射线中子法土壤水分监测结果与遥感监测结果差异比单点自动土壤水分站点监测更小,可能与草地土壤的强异质性有关。宇宙射线中子法土壤水分监测在草地、农田和林地生态系统均可以敏感的响应降水事件,较点尺度自动土壤水分站更易捕捉到区域水分的波动性变化。

TDR法、中子法、重量法测定土壤含水量的比较研究

对用TDR法、中子法和重量法测得的土壤水含量观测值的比较结果表明 ,随着土壤深度和测量时间的变化 ,中子法的平均测定误差为 3.76 % ,TDR法为 3.5 9%。并且这 2种方法的土壤水含量观测值的时空变化和重量法具有相同的趋势。因此 。

有源符合中子法测量材料中的高浓铀

研究了有源符合中子法测量不同试样中高浓铀的方法和技术。将１个高计数率符合中子计数器改装为有源井型符合中子计数器装置，测量由Ａｍ－Ｌｉ中子源发射的中子诱发物料中的２３５Ｕ裂变时产生的裂变中子，以确定物料中２３５Ｕ含量。用Ｕ３Ｏ８粉末工作样品进行了探测效率刻度，在５００ｇＵ３Ｏ８粉末范围内，以快中子方式测量的刻度曲线近似线性。实测了含铀粉末不同形态、氧化程度各异的多种试样，给出了试样的形态、密度、碳含量及轴向和径向分布不均匀性等因素引起的各种误差，并进行了实验校正。实验结果表明：测量误差在４％—１１％之间，大部分数据与常规重量法在９％内符合。试样中碳含量对测量结果影响较大。

采用无源符合中子法测量含钚材料

研究了无源符合中子法测量不同含Ｐｕ材料的方法和技术。采用高计数率符合中子计数器测量材料中的２４０Ｐｕ等核素自发裂变产生的裂变中子，通过计算等效２４０Ｐｕ量来确定材料中的总含Ｐｕ量。在现场实测了含Ｐｕ炉渣等十多类各种物理形态的材料。讨论了测量数据的修正及误差来源。测量误差一般在８％—１１％，大部分结果与天平称重估算法在１０％内符合。

谷物含水率中子法在线测量的可行性研究

研究了处于冰冻和流动状态下的谷物含水率的快速测量。探讨了中子式测水仪对谷物含水率测量的一些基本规律 ,得出 :谷物含水率的中子法在线测量是可行的 ;谷物的流动速度在一定范围内变化对慢中子计数比 Rc的影响不大 ;

宇宙射线中子法测量土壤水分的原理及应用

宇宙射线中子法是目前测定区域土壤水分较为先进的方法,具有便利、准确、无污染的特性,能够连续、自动地监测半径300 m范围内土壤水分动态变化。目前只有美国Hydroinnova公司进行了宇宙射线中子仪的研发与生产。文章介绍了宇宙射线中子法的工作原理及其在北京郊区的实地安装、使用,并对影响其测量准确性的相关因素进行了分析。试验结果显示,宇宙射线中子法所计算出土壤水分值与土样计算出的水分值之间的均方根误差和R2分别为0.011 kg/kg和0.71,而经气压和水汽修正前,两者的均方根误差和R2分别为0.022 kg/kg和0.313。表明宇宙射线中子法能够准确、灵敏地感应源区内下垫面土壤水分的变化,且在应用过程中,有必要对气压和空气水分的影响做出修正。

标记中子法检测包裹内爆炸物

利用标记中子方法（Tagged Neutron Method,TNM）对爆炸物进行检测可以降低本底、确定被检物位置,是国际上较早研究、目前也得到重视的一种方法。和通常的快中子检测手段相比,其可以降低本底200~300倍,可大大提高系统的信噪比,提高检测精度,减小测量时间。相比一般的爆炸物检测装置采用固定模式,论文介绍一种可移动式检测装置,包括其系统设计,探测器选取,标样的制备与检测,常见的两种爆炸物（TNT、硝铵）模拟物制备,系统整机测试等,并对系统测试结果进行分析,给出相应的改进建议。

用快中子法选育细菌脂肪酶高产菌株

研究了从土壤中筛选产脂肪酶的菌株，利用紫外线、快中子、快中子和磁场复合、γ射线、γ射线和磁场复合诱变，以酶活为筛子进行诱变育种。结果，出发菌酶活较低的一株得到了一株酶活为３９６．２２Ｕ／ｍＬ的诱变株，此酶活比出发菌株高９２倍，并发现此菌对紫外线和快中子比较敏感；而出发菌酶活较高的一株得到了酶活为４２４．６０Ｕ／ｍＬ发酵液的诱变株，此酶活为出发菌株３．０倍。在此基础上，初步探讨了快中子、γ射线及磁场复合处理在产脂肪酸菌种诱变中的作用，并认为，在产脂肪酸菌株的诱变中快中子诱变更为有效。

中子法无损检测水力发电站转轮室钢衬混凝土脱空缺陷

利用中子法对福建某水力发电站4号机组转轮室钢衬板外围砼脱空缺陷进行了全面探查。结果与实际情况基本吻合,达到了工程要求,为脱空灌浆处理提供了指导。

基于优化BP神经网络的中子法检测煤中碳含量

介绍了中子法快速检测煤中碳含量的方法。基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络建立了煤中碳含量的检测模型,并结合电厂锅炉燃烧用煤的实测数据进行模型的验证研究。结果表明,该方法对煤中碳含量的检测精度达到了0.5%。

中子法测定土壤含水量的几个问题

对应用中子法测量土壤水分含量的有关问题进行了讨论;认为可靠的标定曲线、合理监测点位置和适当增加测点数量对降低测量误差是十分必要的。

中子法在线煤质分析仪电学系统的改进

为提高中子法在线煤质分析仪的测量精度,对其电学系统进行改进。在原设计的基础上重组了部分冗余部件,采用DSP+USB方案优化了多道谱仪,选用11点平滑公式进行数据处理。实验表明,改进后的系统测量精度比原系统显著提高,测量数据与化学检测结果吻合,验证了系统改进措施的可行性。

用缓发中子法测定矿石中的铀

A brief account is given to the principle of delayed fission neutron method and the related equipments for the determination of uranium in minerals by this method. The whole experimental procedure was autoprogramatically controlled. The neutron flux was monitored and delayed fission neutrons were measured in a multiscale mode by multichannel analyser. The method has the advantage of relative simplicity, quick performance, high accuracy, non-destructlon and low cost. Its standard deviation is ±0.2% and sensitivity 388 n/μg U. The comparison shows that the results obtained by this method are in good agreement with those by other methods. Finally, the problem of interference in measurement is discussed, too.

中子法和重量法测定土壤含水量的比较

在66m×100m麦田中,用SOLO25型深层中子测水仪测定了0—160cm各层土壤的含水量,并将测定结果与经典的重量法测定结果进行了比较。研究表明,两种方法的结果近似,中子法误差小于重量法。中子法测定土壤含水量,结果可靠,快速简便,适于田间应用。

中子法测定土壤含水量分析

基于中子法和烘干法测土壤含水率测定数据,采用SPSS软件进行回归分析,分析表明两种方法的结果近似,用中子法测定土壤含水量结果可靠,快速简便;并用回归方程可对缺测土层深度的含水率进行预测。通过对中子法测定数据分析可知中子法测浅层土壤含水率误差略大,并对其误差进行分析提出一些注意事项。

宇宙射线中子法在土壤水分监测研究中的应用进展

宇宙射线中子法(cosmic ray neutron probe,CRNP)是一种通过监测近地表宇宙射线中子流变化来预测土壤含水量的方法。该方法的突出特点在于百米范围的监测尺度,填补了传统点测量和遥感大范围监测间的尺度空缺,并为中小尺度农田、环境和水文等方面研究提供一种新的土壤水监测新技术。在介绍用CRNP法测量土壤含水量基本原理的基础上,分析了该方法测量结果的空间尺度代表性以及大气、土壤和植被等环境因素对其测量结果的影响;综述了近年来该方法在农业管理、水文研究和气象预报等领域的应用进展和动态以及当前研究中存在的问题和今后可能的发展方向。通过对相关研究成果的总结和分析,期望为该技术的深入发展和推广应用提供帮助。

总中子法在钚溶液系统浓度测量中的应用研究

目前被动中子法在国外钚浓度在线监测中应用较多,我国对于此项技术在钚溶液系统浓度测量中的研究则相对较少。钚溶液中的自发裂变中子和(α,n)中子,部分在慢化过程中直接被吸收,部分经慢化、吸收、裂变释放出诱发裂变中子,部分逃脱吸收最终泄漏出溶液系统,在中子探测器中形成计数,原则上可由“点模型”方程推算出溶液中的钚浓度。本文以钚溶液系统为对象,开展了总中子计数法推算钚浓度的研究,深入探讨了钚同位素组成比例和钚溶液中(α,n)中子的影响,实现了钚浓度计算程序。设计并搭建了验证实验,使用^(3)He探测器和涂硼探测器实测了7个不同浓度的钚溶液样品的总中子计数率,钚浓度计算程序给出的钚浓度值与化学标定值符合良好。结果表明,考虑了钚溶液中(α,n)中子和钚同位素组成比例的影响后,利用基于“点模型”方程的总中子法进行钚浓度分析具有很好的精度,为后续进一步将中子法应用于钚浓度在线监测打下了良好的基础。

中子法测定旱地土壤水分中标定方法的改进

本文报道了中子土壤水分仪在田间直接标定的一种方法:多点标定与土壤含水量(重量％)均值分级回归法。采用此法所标定的曲线方程相关系数达0.99304,土壤含水量响应范围为10％～20.69％.该法可提高所标定曲线精度,较好的适应水分变化范围,达到一次性标定成功,经取土实测比较,最大差值为0.0198。此法并在西北农业大学水利系灌溉研究室进行实验验证。

宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性季节变化研究

为证实典型气象条件下宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性的差异和应用普适性,以季节为时间划分尺度,并选取典型气象条件时段,对比研究山地地形下垫面宇宙射线中子法(CRNS)与频域反射法(FDR)土壤水分连续观测效果差异。结果表明:山地地形下垫面,CRNS水平测量足迹的季节变化较为稳定,垂直足迹在耕作层范围内有一定波动。不同季节降水过程的量级差异是引起CRNS测量结果偏差的主要因素,夏秋两季,在高温少雨导致的持续失墒以及较大量级降水过程等土壤水分变化较为剧烈的时段,CRNS与FDR测量结果一致性较好,春季多为小量级降水,作物冠层截留作用导致二者一致性略差,冬季降水量与蒸散发接近平衡,且单次降水量级极小,CRNS与FDR偏差极小。分析典型土壤水分条件下的CRNS测量准确性变化,进一步明确了降水过程对CRNS准确性的干扰,而在持续高温干旱时段则一致性良好,均方根误差(RMSE)、纳什效率系数(NSE)和Kling-Gupta系数(KGE)分别达到0.014 m^(3)/m^(3)、0.925、0.919。研究可为CRNS的应用场景选取与数据质量控制提供科学依据。

基于垂直足迹线性加权算法的宇宙射线中子法土壤水分测量校准与验证

为了研究宇宙射线中子法的不同测量足迹模拟对土壤水分反演结果准确性的影响,以烘干称重法为标准对比,频域反射法为趋势稳定性对照,基于垂直足迹线性加权方法对宇宙射线中子法反演区域土壤水分进行参数校准与测量结果验证,比较了相对于测量足迹等权重加权方法的区域土壤水分反演准确性。结果表明:相较于测量足迹等权重加权方法,垂直足迹线性加权处理的宇宙射线中子法区域土壤水分反演结果与通过烘干称重法获得的标准值一致性更好,反演模型准确性提高,与烘干称重法多点平均所代表的区域土壤水分值进行拟合,决定系数R 2增加0.036,均方根误差RMSE减小0.0023 kg/kg,纳什效率系数NSE提高0.041;与频域反射法连续性测量结果比较,研究宇宙射线中子法连续性测量结果稳定性,结果显示除降水时段外,利用等权重加权与垂直足迹线性加权算法的结果趋势具有相似的一致性;垂直足迹线性权重配比更符合不同深度土壤水分在宇宙射线中子法反演计算区域土壤水分的贡献差异,基于垂直足迹线性加权的宇宙射线中子法区域土壤水分反演结果能够更加客观地反映测量足迹内土壤水分的实际情况。