核子密度仪

    将核子密度仪与灌沙法或其它破坏性检测方法相比较，其优势是显而易见的，主要包括：
    无损检测
    A.核子仪检测土壤，只需要检测表面平滑，钻一个直径为20毫米的检测孔。这样小的孔不需要修补。对于灌沙法的检测，需要挖一个直径为150毫米的洞， 这样大的洞必需回填修补。
    B.对于沥青路面，只需要路面平整，核子仪就可以用反射法进行检测。但取芯法，一定会给路面留下一个必须修补的孔洞。
    准确性
    A.核子仪对位于放射源与探测器之间的材料总重量进行响应，检测不受被检测材料中的化学的、矿物的或质地成分的影响。检测非常正确性，无论材料是否均匀，或颗粒是粗是细。
    B.被检测的土壤土壤体积很大，检测结果的代表性更好。对于检测深度为8英寸（20CM）透射密度检测，试样体积大约为25立方英尺。而灌沙法检测，试样体积大约为10立方英尺。
    C.核子仪在标准的、固定的、数值不变的土壤和岩石校准块或可以溯源到真实土壤的其它标准的密度、湿度材料块上进行校准。检测规程推荐每隔一到二年进行一次校准。操作员可以每天用标准计数块进行标准计数，以检测仪器的校准状况和检测功能。
    检测的速度
    一次仪器检测的全部过程耗时不到5分钟，相对于灌沙法或取芯法大约30分钟完成一次检测，核子仪允许进行更多的检测并对项目的质量进行统计分析。
    简单和安全的操作
    A.操作员几乎不可能有潜在的错误。仪器进行检测只需要限度的指令。仪器自动计算和显示检测结果并给出单位。不同于灌沙法检测，高湿度和施工设备的震动不会影响在附近的核子仪的准确性。
    B.不同于灌沙法操作员，核子仪操作员所有时间可以站立，如果有危险接近，他能安全地观察正在移动的施工设备，如果有危险，可以迅速离开。
    “实时”检测
    核子仪在压路机通过后几分钟就可以显示检测结果。可以立即对是否需要增加碾压进行指导，可以帮助及时调整施工方法以保证获得所需要结果。

    核子仪检测方法适应于检测任何粒径、级配、组成成分和组成结构的土壤、石头等材料。美国ASTM 国际标准D2922-04《用核子法现场检测土和土石混合物密度的标准检测方法（浅层）》规定：本试验方法可快速、无损地现场测定土壤和岩石的密度。适用于施工质量控制、土壤和岩石等工程的验收试验，并可用于研究和开发。试验的无损特性允许在同一个试验点进行多次重复检测。
    ASTMD2922、D2950《用核子法现场检测沥青混凝土的密度的标准方法》和C1040《用核子法现场检测混凝土密度的标准方法》等标准认为并没有任何其它检测土壤、岩石、沥青混合料、混凝土等材料的密度检测方法具有足够高的准确度可以与核子法进行对比。如果被检测材料的化学成分与常规材料有非常显着的不同，可以采用这种材料按照规定制备一个用于现场校准的材料块，按照严格的步骤进行检测、称重并计算后用于对核子仪的实际检测结果进行调整。
    ASTM 标准D3017《用核子法现场测定土壤和岩石含水量(浅层) 》规定：核子仪适用于在现场采用快速、非破坏性技术测量土壤和岩石中的含水量。可应用于建设、研究开发过程中对压实的土壤及岩石进行质量控制和验收检验。本方法的非破坏性的特性允许对单个检测点上进行多次重复测量，并对其结果进行统计分析。如果被检测材料含有的结合水或有机质比常规的土壤多，需要与烘干法等进行对比试验。
    所以通常情况下，检定合格的核子仪可以准确检测材料的密度和湿度，并不需要与其它检测方法进行对比。由于对一些不确定因素的疑虑和历史等各个方面的原因，我国的一些行业标准要求使用核子仪时，无论是密度检测还是湿度检测，都要求使用传统的密度、湿度检测方法对核子仪的检测进行对比试验。 但是对试样获取方法、对比试验的具体程序等方面没有具体的要求和指导。所以不同的领域，不同的技术人员按照自己对对比试验的理解进行的对比试验往往各不相同，其中很多情况都是不正确的。测量密度和湿度的传统方法有很多，各自适用于不同的检测材料，所以对于不同的检测材料，必须选择适当的方法与核子仪进行对比。比如对细粒土、粗粒土、土石混合物、沥青混合料、水泥混合料以及岩石等不同的材料必须根据情况选择适当的正确的方法与核子仪进行对比。进行对比试验时，核子仪法和传统方法检测的试样必须一致。如果被检测材料的试样不同，即使用同一种方法让不同的操作人员进行对比试验，两个人的检测结果可能相差很远。

    通常核子仪都可以用于检测各种类型的土壤、石头、土石混合物等土工材料。有些仪器可以检测水泥混凝土，但很多仪器不能检测沥青混合料和层厚比较小的混凝土材料。
    注3：通常核子仪检测土工材料时，被测材料必须有一定的厚度和足够大的体积，否则没有足够多的射线计数用于计算密度或湿度。沥青混合料通常在铺筑时每层的厚度都不会超过7-8厘米。仪器在检测时射线会穿透这个层厚而同时检测了其它材料，这样仪器的检测结果就不仅仅是我们希望检测的薄层材料的密度，而是不同层厚的材料的共同的密度。除非仪器设计人员专门为这种检测目的进行程序上和检测技术上的改造而设置薄层检测功能，否则仪器就不能用于检测薄层的沥青混合料和其它混凝土材料。
    核子仪可以用于公路的地基、基层和面层、铁路路基、水库堤坝、机场跑道以及港口、发电厂、高等级赛车跑道、高层建筑等土木工程的现场施工的质量控制、监理检测、工程验收。核子仪可以用于各种土木工程的养护检测及各种研究和开发。用于实验室和工程试验区段可以快速、准确获取各项施工参考数据。
    注4：由于核子仪检测的准确、快速、安全和低成本，在压实度检测方面没有任何其他方法可以取代核子仪。尤其在使用沥青混凝土和水泥混凝土的工程项目上，没有核子仪的应用，要保证工程的质量和施工效率是不可能做到的。所以在世界范围内，核子仪被及其广泛地应用于几乎所有的大型和重要的土木工程项目。

    核子仪通过检测被测材料中含有的所有元素的原子量总和来计算被检测材料的总密度(湿密度)，所以仪器的密度检测不受被检测材料的颗粒大小、级配、均匀度，以及物理状态、化学成分等方面的影响。除非被测材料的化学组成与常规材料有很显着的不同，通常情况下核子仪密度检测结果不需要进行校正。
    核子仪测量湿度时，测量的是被测材料中所有的氢原子，在大多数土壤和骨料中，氢原子存在于自由水中。但是蛇纹石、黏土、有机体和石灰处理的土壤含有结合水，这些材料中的结合水对仪器检测材料的含水率有轻微影响。这个问题可以通过非常简便的在仪器中输入水分偏置量的方法进行校正。
    对于各种土壤和没有凝固的水泥混凝土等材料，通常采用透射法。这个方法是在被检测材料中用钢钎钻一个垂直的检测孔，然后将仪器的探测杆伸入到被检测材料中，在各个深度上检测材料的密度和湿度。对于石头、混凝土等不能造孔的材料，通常采用反射法。这个方法是将仪器放置于被检测材料的表面，根据被检测材料的厚度和种类采用适应的检测档位，直接检测材料的密度、压实度等指标。
    除了以上两种基本检测方法，有的核子仪具备更多和更强大的检测功能，比如MC-3C和MC-4C核子仪的反射法有BS和AC两个档位，分别用于不同的检测材料和检测要求，可以对任意厚度的面层材料等进行精准检测。

    核子仪用于施工现场快速地检测建筑材料的湿密度（总密度）和含水量（湿度）。完成一次检测通常只需要1分钟或更短时间。不同品牌和厂家的仪器功能各不相同。有的仪器只检测密度或只检测湿度，多数品牌的仪器可以同时检测密度和湿度。

    工业上一些水泥厂、选煤厂等使用的厚度计、料位计、密度计及核子秤等也使用同类的放射性同位素，但这类仪器所使用的放射源的活度一般为十到五百个居里，是土木工程上使用的核子仪的一千倍到五万倍，两者完全不在一个数量级上。两类仪器虽然名称相似，而且采用近似的检测原理，但它们的使用方式、防护方法和应用目的完全不同。