Способ определения влажности почво-грунтов по их радиоактивности

ОП ИСДН И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсинк

Соцналнстнчвскнк

Рвслублнн »779864 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(51)М. Кл.

С 01 N 23/00 (22) Заявлено 09.01.79 (21) 2710565/18-25 с присоединением заявки ¹вЂ”

Ркударотееииый комитет

СССР. Ilo делом изобретеиий и.открытий (23)ПрноритетОпубликовано 15.11.80. бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 1 7. 1 1.80 (53) УДК539.1. . 06 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

М. В. Никифоров, А. Н. Пегоев, и Н. Н. Пегоев

Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии (7() Заявитель (54.) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ПОЧВО-ГРУНТОВ ПО ИХ PAAHOAKTHBH

При этом определение J включает отбор проб почвы на каждом объекте, измерение содержаний естественного радиоактивного элемента, излучающего кванты, лишпо с энергией выше 0,2 МэВ, в сухом веществе проб и расчет Jo по формуле. где: О. - содержание элемента в сухом веществе проб; К вЂ” коэффициент, который определяется по измерениям 3 на спем циально подобранных эталонных площадках с известным содержанием интересующего радиоактивного элемента и иа-те вестной влажностью %

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения влажности почво-грунтов по их . естественной радиоактивнбсти (21. Этот способ содержит .следующие операции: определение весовой концентрации радиоактивных элементов в высушенных пробах, по их гамма-излучению, калибровку аппаратуры

Изобретение относится к геофизическим методам измерения свойств поверхности суши, в частности к методам измерения влажности почво-грунтов и может быть использовано в гидрологии, акрометеорологии, строительных изысканиях, гид5 роге ологии.

Известны способы измерения влажности почво-грунтов (1), которые основаны на их способности поглощать или рассеи- „ вать ядерные излучения в зависимости от содержания влаги. Этот способ включает измерение радиоактивности влажной почвы, радиоактивности для того же объекта при нулевой влажности и расчета влажности по формуле:

Здесь — относительная весовая влажность в %; J — скорость счета для влажной почвы; J — скорость счета для су, о хой почвы.

30=К С 1 (2) 3 . ° 779 йроизводят на искусственных транспорта бельных моделях или эталонировочных площадках с известными радиоактивностью и влажностью, либо на естественных" обнажениях коренных горных пород, весовая влажность которых близка к нулю.

Этот способ обладает существенным неv достатком. Определение весовой концентрации радиоактивных элементов в высушенных пробах связано с измерением нерассеянного монохроматического излучения.

Измерение такого излучения очень трудоемкий процесс, требующий использования сложной и дорогой гамма-спектральной аппаратуры, больших затрат времени, 15 и кроме того, обладающей значительными статистическими погрешностями иэ-эа низкой скорости счета квантов.

Лля калибровки аппаратуры требуются либо дорогостоящие искусственные моде- 20 ли, либо специальны подобранные площадки. Подбор этих площадок, организация измерений влажности почвы одновременно с полевыми измерениями и концентрации радиоактивных элементов на них требуют также зйачительных затрат времени и средств.

Целью изобретения является .увеличение производительности, снижения затрат

t на проведение измерений и повышение З0

" их точности.

Бель достигается тем, что измеряют интегральную скорость счета излучения сухих проб почвы, отобранных однократно на каждом исследуемом обьекте, причем 35 располагают ее толстым . слоем вокруг детектора лабораторного радиометра однотипного с дете «тором полевого радиометра, затем измеряют интегральную скорость счета проб влажной почвы, отобранных 40 одновременно с измерениями „, гамма-излучения полевым радиометром, располагая пробы также, как, и пробы:.сухой почвы, после чего определяют коэффициент пропорциональности между показаниями по- 45 левого и лабораторного радиомЪтра и по этому коэффициенту рассчитывают интегральную скорость счета излучения сухой почвы полевым радиометром для каждого объекта. 50

Очевидно, что для полевого и лабораторного радиометра: где.«I, «,«ъ . — содержание калия, к и тЬ урана и тория в почве участка и в пробе

64

4, Ъ, с(и А, В, Э вЂ” коэффициенты пропрциональности для полевого и лабораторного радиометров.

Расположение вещества пробы толстым слоем (по сравнению со средней длиной пробега гамма-квантов) и применение однотипных сцинтилляционных детектров, в полевом и лабораторном радиометрах с высокой точностью обеспечивает пропорциональность показаний этих радиометров т.е. (С вЂ” коэффициент пропорциональности).

Для пропорциональности показаний достаточно, чтобы в полевом и лабораторном радиометрах применялись однотипные (т.е. с одинаковой зависимостью эффективности регистрации от энергии квантов) детекторы и спектры излучения имели одинаковую конфигурацию. В полевых условиях (однородное излучающе-поглощающее полупространство) преобладают в спектре рассеянные кванты низких энергий. Причем конфигурация спектра определяется практичаской толщиной слоя и не зависит от геометрии. Таким образом, применяя однотипные детеКторы в полевом и лабораторном радиометрах и располагая вещество пробы толстым слоем, обеспечивают справедливость выражения (4) для интегральных скоростей счета излучения (т.е. при регистрации всех квантов, энергия которых превышает 0,02-0,06 МэВ).

Используя одйнаковую зависимо .ть показаний полевого и лабораторного радиометров от влажности, определяем коэффициент С по показаниям полевого радиометра для произвольного обьекта и лабораторного радиометра для влажных проб, отобранных на этом обьекте одновременно с измерением гамма-излучения почвы полевым радиометром. Затем отбираются . и сушатся пробы почвы на всех объектах, где предполагается определение влажности, для,них измеряются величины, 3 и рассчитываются вели1 чины .Jp для каждрго объекта с исполь зованием (4). Впоследствии по измерен- ным полевым прибором величинам 3 и определенным 3о по формуле (1) рассчитывается влажность ° . . Увеличение производительности.для предлагаемого способа по сравнению с прототипом обусловлено уменьшением

779864

Составитель Ю. Александров

Редактор Г, Улыбина Техред А. Ач Корректор В, Бутяга

Заказ 9315/8 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113,035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 в 15-20 раэ затрат времени на полевые измерения, лабораторный анализ проб и на. определение соответствия показаний полевого и лабораторного прибров (коэфициента С).

Снижение затрат обусловлено, кроме увеличения производительности, упрощением полевого и лабораторного радиометра, упрощением подбора площадки для калибровки, это, особенно при самолетной 1О съемке, упрощает организацию калибровки и может дать заметную экономию летного времени, а следовательно, и средств.

Способ опробован ВНИИСХМ при самолетных гамма-съемках влажности почв сельхозполей на территории нескольких областей.

Формула изобретения

Способ определения влажности почво- щ грунтов по их радиоактивности, заключающийся в измерении гамма-излучения почво-грунтов,, радиометром, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности и производительности д измерений и снижения затрат, измеряют интегральную скорость счета излучения сухих проб почвы, отобранных однократно на каждом исследуемом объекте, причем располагают ее толстым слоем вокруг детектора лабораторного радиометра одно-. типного с детектором полевого радиометра, затем измеряют интегральную скорость счета проб влажной почвы, отобранных одновременно с измерениями гамма-излучения полевым радиометром, располагая пробы также как и пробы сухой почвы, после чего определяют коэффициент про, порциональности между показаниями полевого и лабораторного радиометра и по этому коэффициенту рассчитывают иитеграль». ную скорость счета излучения сухой поч- вы полевым радиометром для каждого обьекта.

1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,No 160876, кл, G01 N 23/00, 1960

2. Авторское свидетельство СССР

N 458280, кл. G 01 N 23/00, 1973.