地表附近宇宙射线中子测量土壤含水量刻度函数研究

为解决地表附近宇宙射线中子测量土壤含水量刻度函数研究中基于MCNP和URANOS的计算模型存在的中子源位置和能谱设置不准确问题,提出利用Geant4中宇宙射线粒子输运程序PLANETOCOSMICS分别计算不同条件下宇宙射线中子能谱并分析差异,由此获得合理的中子源入射高度和能谱,从而建立新的计算模型。结果表明:①模型中宇宙射线中子源需要设置在海拔600 m以上;②通过对比分析背散射中子能谱和10^-8~10^-4 MeV能量区间的刻度函数,表明Geant4模型计算结果优于URANOS和MCNP结果;③地表2 m高度处,10^-6~10^-2 MeV能量区间的中子计数对土壤含水量的灵敏响应优于10^-8~10^-4 MeV能量区间。因此,利用Geant4计算模型计算获得的10^-6~10^-2 MeV能量区间的刻度函数适合用于宇宙射线中子实时测量土壤含水量。