地表附近宇宙射线中子测量土壤含水量刻度函数研究

发布时间：2021-08-07 04:22

　　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。 

【文章来源】：节水灌溉. 2020,(10)北大核心

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【图文】：

宇宙射线中子测量土壤含水量流程图

海拔600 m时中子注量率和能谱

本模型中根据PLANETOCOMISCS计算的600 m海拔向下的宇宙射线中子能谱和蒙特卡洛方法生成入射宇宙射线中子的能谱如图3所示;中子入射方向的空间角分布按:F=cos(θ)概率函数生成,其中θ指入射方向与垂直地表方向的夹角,取值范围为0°～90°。2.2 系统布局

【参考文献】：
期刊论文
[1]宇宙射线中子法测量土壤水分的原理及应用[J]. 贾晓俊,施生锦,黄彬香,李彦磊,王也,谢智.  中国农学通报. 2014(21)
[2]宇宙射线快中子法在农田土壤水分测量中的研究与应用[J]. 焦其顺,朱忠礼,刘绍民,晋锐,杜帆.  地球科学进展. 2013(10)



本文编号：3327069