中华人民共和国水利部 发布
1 总 则
1为了统一规范使用表层核子—水分密度仪现场测定土石材料的原位密度、含水量和混凝土、沥青混凝土材料的原位密度方法以及辐射安全的要求特制定本规程 2本规程适用于采用γ—射线透射法测定材料表层密度以及采用快中子被氢原子慢化法测定材料表层含水量。
3表层型核子水分—密度仪在出厂前，应经过厂家标定，并应同时具备产品合格证和厂家标定报告。
4表层型核子水分—密度仪在用于现场测试之前，应由用户进行现场标定。
5表层型核子水分—密度仪每隔１８个月或在大修后，应由有资质的专门机构进行检定，检定合格方可使用。全自动探针台
步进式加热炉６表层型核子水分—密度仪进行现场测试时，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
７表层型核子水分—密度仪的使用、保管、运输和报废应符合国家放射防护有关法规和标准规定。
２ 术 语
１土石、混凝土和沥青混凝土密度。但为混凝土和沥青混凝土质量。对土石材料，当包含土石颗粒和水的总质量是称作湿密度，当包含土石颗粒质量时称作干密度，单位为ｇ／ｃｍ３或ｋｇ／ｃｍ３。
２土石含水量。土石材料单位体积内所含水的质量，单位为ｇ／ｃｍ３或ｋｇ／ｃｍ３。
3土石含水率。单位体积内所含水的质量与土石颗粒之比值，用百分数表示（%）。
4孔隙率。被测材料的单位体积内孔隙总体积所占的比率，用百分数表示（%）。
5压实度。压实土石材料的干密度与该土石材料的最大干密度之比值，用百分数表示（%）。
6表层型核子水分—密度仪。表层型γ—射线密度仪和表层型中子水分仪一体机的总称。
7γ—射线背向散射设法。当γ—射线源与γ—射线探测器期间用铅屏蔽并同时放置在被测材料表面，γ—射线源所发射出的γ—射线
进入被测材料，经一次或多次碰撞散射改变原来运动方向而损失能量，最终到达γ—射线探测器被记录。这种通过测量散射γ—射线计数率来测定被测材料密度的方法称作γ—射线背向散射设法。 8γ—射线透射设法。当γ—射线源所发射出的γ—光子穿入被测材料，最终到达γ—射线探测器而被记录。这种通过测量透射γ—射线计数率来测定被测材料密度的方法称作γ—射线透射设法。
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9快中子慢化。中子源所发射出的快中子进入被测材料中含有各种元素原子的原子核发生多次碰撞被减速和逐渐损失其能量，此过程称作快中子慢化。元素原子的原子量愈低，其对
快中子的慢化能力愈强，其中氢原子原子量最小，对快中子慢化能力最强。
10热中子。快中子被材料中所含氢物质慢化，并逐渐损失其能量，最后与慢化物质分子热运动交换能量，直至平衡。此时的低能中子称作热中子（室温时他的能量为）。
11计数率。单位时间内，以其所测取的γ—射线或热中子计数。前者称作γ—射线计数率，后者称作热中子计数率，单位为cpm。
12测量计数。在设定的测量时间内，仪器所测取的γ—射线或热中子计数，前者称作密度测量仪，后者称作水分测量计数，单位为计数。
13标准计数。将仪器放置在标准块上，在规定的测量条件下，在规定的测量时间内所测取的γ—射线或热中子计数。前者称作密度标准计数，后者称作水分标准计数，单位为计数。
14计数比。仪器所测取到的密度水分测量计数分别与密度或水分标准计数之比值，简称为CR。
15化学成分误差。被测材料与一般土石混凝土和沥青混凝土在化学成分上有较大差异，给密度或含水量结果带来的误差，单位为ｇ／ｃｍ３或ｋｇ／ｃｍ３毛豆剥壳机。
16表面糙度误差。被测材料表面凹凸不平，使得仪器底面与被测材料表面之间存在空隙，从而给密度或含水量测的结果带来的误差，ｇ／ｃｍ３或ｋｇ／ｃｍ３。
17测量深度。仪器进行密度或含水量测量时，在最终到达探测器并被记录到的γ—光子或热中子中，其中至少有95%的数量在抵达探测器之前是通过或到达过被测材料某个深度的，这个深度称作测量深度，单位cm或mm。
18仪器厂家标定。仪器出厂前，生产厂家采用模拟密度和水分标样对仪器进行标定，以建立适合于一、般建筑材料和土壤现场测量的密度和水分测量标定曲线，称作厂家标定。
19用户标定。仪器在现场测试前，由用户对仪器进行现场标定，以确定仪器现场测量结果的校正偏差称作用户标定。
3 测量仪器和器具
1仪器主机应包括下列组成部分：
1γ—射线源。通常为铯-137（137Cs）。为双层不锈钢封焊的固体密封源。
2中子源。通常为镅-241（241Am-Be），为双层不锈钢封焊的固体密封源。也可为钚-239-铍中子源（239Pu-Be）。
3γ—射线探测器。通常为盖革-弥勒气体计数管（G-M计数管）或有碘化钠闪烁体和光电倍增管所组成的闪烁探测器。
4热中子探测器。通常为氦-3（3He）正比气体计数管，也可为（BF3）正比气体计数管，或理玻璃闪烁探测器。
5定标器电子线路。提供给γ—射线探测器和热中子探测器工作的高低电压电源，并对来自探测器的测试信号进行甄别、放大和记录的相关电子线路。
6微处理机和液晶显示器。用于处理、记录、存储吃数据并显示测试参数和测量结果。
7电源。一般为可充电电池组，或干电池。
8仪器机。箱用于放置以上放射源、探测器、电子线路组建和电源的防潮、防尘、兼顾金属或工程塑料箱体。
2主要附件和器具应包括下列组成部分：
1标准块。通常由聚乙烯厚板制成。
2钢钎。
3导板。含有垂向套管的铝合金或刚质平板。
4铁锤、充电器、运输箱和个人辐射剂量元件。
标准计数
1一般规定
4.1.1在现场测试前，或对仪器工作状态产生怀疑时，都应对仪器标准计数进行测量和检验。检验合格后方可使用。
4.1.2每次测量标准计数所采用的方式和测量条件应完全相同，并符合仪器使用说明书有关要求。
4.1.3标准块可放置在干燥平坦的压实土石、混凝土、沥青混凝土和其他建筑材料表面，其密度不宜小于ｇ／ｃｍ３，含水量不宜大于ｇ／ｃｍ３。对某些型号仪器，标准块也可放在所配置的运输箱上。
4.1.4进行标准计数测量时，应将仪器放置在标准块上，并将仪器源杆打在安全位置。标准块表面和仪器底面应无油垢、尘土，两者应有良好的接触。
4.1.5进行标准计数测量时，仪器周围8m以内不应有放射源，3m以内不应有大型建筑，测量人员与仪器保持2m以上距离。
4.1.6当时内外温差很大时，仪器应在现场放置大约20min后再进行标准计数测量。测区标准计数的环境温度与现场测量的环境温度应相近。如测试当日温度变化很大，宜在现场测试过程中适当增加标准计数测量次数。
4.1.7在仪器整个使用期间，应完整记录和保留仪器标准计数及有关资料（如时间、地点、条件和环境等），并建立档案，长期保存。
标准计数检验
4.2.1用手动单次测量方法测取一标准计数的检验应符合下列规定：
1按本规程1的规定，用手动单次测量方法测取新的标准计数。如新测取的密度和水分标准计数符合公式（4.2.1-1）的规定范围，则该新测取的密度和水分标准计数为合格，否则视为不合格。
|n-n0|≤ （4.2.1-1）
式中n—新测的密度或水分标准计数；
n0—仪器先前以测取的4个密度或水分标准计数的平均值；
f—预置比例因子。
2按本规程1的规定，用手动单次册取新的标准计数。如新测取的密度和水分标准计数分别符合公式（4.2.1
|n-n0|≤ (4.2.1-2)
|n-n0|≤ (4.2.1-3)
式中n—新测的密度或水分标准计数；
n0—仪器先前以测取的4个密度或水分标准计数的平均值。
3如仪器还没有测取和存储过合格的标准计数；或者已有，但是在2个月以前测取的；或者新的测量地区其环境放射性本底有明显异常，则都应先重新测取4个密度或水分标准计数并取其平均值，在按本规程4.2.1
4.2.2
≤≤ （4.2.2）
四辊冷轧机式中n—新测取的密度或水分标准计数，即是一组所有单次测取的密度或水分标准计数平均值;
σ—该组单次测取的密度或水分标准技术的标准差；
f —预置比例因子。
4.2.3
5 现场标定
一般规定
5.1.1对不同的被测材料和不同测量条件，以期在现场测试前，应进行现场标定。相同被测材料在相同测量条件下，进行现场连续测试时，每隔3～6个月应进行一次现场测试标定。
5.1.2仪器现场标定可采用密度和水分样法，也可采用原位取样法。
5.1.3仪器现场标定可采用的被测材料和所处的测量条件应与仪器现场测试时的被测材料和测量条件相同，被测材料的密度和含水量范围应包含现场测试中被测材料的密度和含水量变化范围。
5.1.4现场标定是一期影剧其他放射源8m以上，以距大型建筑物3m以上。仪器操作人员在测量过程中应与仪器保持2m以上距离。
5.1.5现场标定是仪器应采用4min。
密度和水分标样现场标定
5.2.1密度和水分标样的制作应符合下列规定
1应采用现场被测材料和使用钢模板制作密度水分标样。标样应不小于以下尺寸：
背向散射发密度测量：600mm×450mm×250mm；meno2
透射法密度测量：600mm×450mm×350mm；
水分测量：600mm×450mm×350mm。
2密度和水分标样数量分别应有3个。
3土石材料密度标样制作。应准备3个容器，其尺寸应符合本规程5.2.1之1的规定。分别向容器内充填现场被测土石材料。充填时应保持材料原有级配和分布均匀病分层充填和夯实，分层厚度可为50mm或100mm，直至将容器填满、夯实到容器顶面并最后刮平。测量容器充填体积和称量所充填的土石材料质量，可计算出每个密度标样的密度，密度值误差应在±0.005g/cm3范围以内。
4混凝土材料密度标样制备。应准备3个容器，其尺寸应符合本规程5.2.1之1的规定。分别向容器内分别充填混凝土材料。该混凝土材料和级配应与现场浇筑使用混凝土材料相同。充填时应分层充填和压实，分层厚度可为50mm或100mm，直至将容器填满，压实到容器顶面并最后刮平。测量容器充填体积和称量所充填的混凝土质量，可计算出每个密度标样的密度。密度误差应在±0.005g/cm3范围以内。
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