Summary
ここでは、シングル ポイント測定 (静的モード) のため中性子ガンマを用いた土壌炭素の場測定のためのプロトコルを提案するまたはフィールドの平均 (スキャン モード)。システムの構築について述べるとデータ処理手順を詳しく説明します。
Abstract
非弾性中性子散乱 (INS) 土壌炭素分析法のここに記述されたアプリケーションは、登録と中性子が土壌要素と対話するときに作成されたガンマ線の分析に基づいています。INS システムのメイン部分は、パルス中性子ジェネレーター、NaI(Tl) ガンマ検出器、INS と熱中性子捕獲 (TNC) 過程とガンマ スペクトル取得とデータ処理のためのソフトウェアのためのガンマ スペクトルを分離するエレクトロニクスを分割します。このメソッドは、他の方法に比べていくつかの利点が僅か土壌炭素にローカルの急激な変化によって影響を受ける平均炭素を測定する非破壊の in situ手法を大規模な土壌の容積のコンテンツは、固定で使用することができますかスキャン モード。アドイン メソッドの結果は、~2.5 - 静止政権で 3 m2の面積を持つサイトから炭素含有量またはスキャンの体制で通過した領域の平均炭素含有量です。現在のプラグイン システムの測定範囲は、> 炭素重量の 1.5% (標準偏差 ± 0.3 w %) 1 hmeasurement の上部 10 cm 土壌層で。
Introduction
土壌炭素含有量の知識が必要土壌生産性と収益性、土壌資源の農業土地利用慣行の影響を理解し、炭素隔離1,のための戦略を評価の最適化2,3,4。土壌炭素は、土壌品質5の普遍的な指標です。いくつかの方法は、土壌炭素の測定のために開発されています。乾燥燃焼 (DC) は、年6の最も広く使用されている方法をされています。このメソッドは、フィールドのサンプル コレクションと研究所処理と、集中的な時間のかかる労働、破壊的測定に基づきます。2 つの新しいメソッドは、レーザー誘起ブレイク ダウン分光付近と赤外分光法7中旬。これらのメソッドは、破壊も、のみ非常に表層土層 (0.1 - 1 cm の土の深さ) を分析します。さらに、これらのメソッドだけ降伏点 (~ 60 cm3 DC 法と赤外分光法の 0.01 10 cm3 ) の小さなサンプル ボリュームの炭素含有量の測定。そのようなポイントの測定で、フィールドまたは風景のスケールの結果を外挿法で推定することが難しくなっています。これらのメソッドは破壊的なので、定期的な計測も不可能です。
ブルックヘブン国立研究所の前の研究者は、土壌炭素分析 (INS 法)7,8,9中性子技術を適用することを提案しました。この最初の取り組みは、理論と土壌炭素測定中性子ガンマ分析を使用しての練習を開発しました。この努力は、2013 年以降で、農務省国立土動力学研究室 (NSDL) を続けた。2 つの主な要因は、最後の 10 年にわたってこの技術アプリケーションの拡張: 比較的安価な商業中性子発電機、ガンマ検出器およびソフトウェアに対応するエレクトロニクスの可用性最先端の中性子核相互作用データベースを参照します。このメソッドは、他のものよりいくつかの利点です。フィールド測定が必要なあらゆる種類の INS システム、プラットフォーム上に配置を操縦することができます。この非破壊原メソッドは、いくつかの測定を使用して全体の農業分野に補間することができます大規模な土壌ボリューム (~ 300 kg) を分析できます。この INS システムもフィールドまたは風景の predetermine グリッド経由でのスキャンに基づく地域の平均炭素含有量を決定するスキャン モードで動作可能です。
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Protocol
1 ですアドイン システムの構築
- 図 1 に示すように一般的なアドイン システム ジオメトリを使用します。
図 1。INS システム ジオメトリ。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください
- を使用して、 図 2 に示す INS システム デザインします 。10
図 2。INS システムの概要
。
A) 最初のブロックは、中性子発生装置、中性子検出器と電源システムB) 2 番目のブロックを含む 3 NaI (Tl) 検出器;C) 第 3 ブロックを含むシステム操作のための機器D) 個々 のコンポーネントを示す最初のブロックの一般的なビューE) ガンマ検出器のビューを閉じる。 10 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください
- プラグイン システムの 3 つのブロックを使用して (付録を参照してください)。
- 最初のブロック (A)、中性子発生装置 (NG) と電源システム ( 図 2 a および 2 D) を使用します。このジェネレーターの出力をパルス中性子になります 10 7 10 - 14 MeV の中性子エネルギー 8 n/s。電源システムから成っている 4 つの電池 (12 V、105 Ah)、DC-AC インバーターと充電器。このブロックは鉄も含まれます (10 cm × 20 cm × 30 cm)、ホウ酸 (5 cm × 20 cm × 30 cm) 中性子照射からガンマ線検出器を保護するシールドします
。 注: 中性子検出器も NG が正しく機能していることをチェックするためこのブロックに含まれます 。
- 2 番目のブロック (B)、ガンマ線測定装置 ( 図 2 b と 2 e) を使用します。このブロック 3 12.7 cm x 12.7 cm x 15.2 cm NaI(Tl) シンチレーション検出器対応する電子が含まれます。電子機器と検出器の外装サイズは 15.2 x 15.2 cm 46 を測定する cm 。
- 、(C) の第 3 ブロック (DNC ソフトウェア) と中性子発生装置、探知器、およびデータ集録システム ( 図 2) を制御するラップトップ コンピューターを使用します 。
- 最初のブロック (A)、中性子発生装置 (NG) と電源システム ( 図 2 a および 2 D) を使用します。このジェネレーターの出力をパルス中性子になります 10 7 10 - 14 MeV の中性子エネルギー 8 n/s。電源システムから成っている 4 つの電池 (12 V、105 Ah)、DC-AC インバーターと充電器。このブロックは鉄も含まれます (10 cm × 20 cm × 30 cm)、ホウ酸 (5 cm × 20 cm × 30 cm) 中性子照射からガンマ線検出器を保護するシールドします
2。注意と個人の要件
- 放射線研修 INS システム パスの各ユーザーがある 。
- NG を操作一人一人が放射能のバッジを運ぶことを確認してください。測定では、制限された領域の境界 (> 20 μ sv/h) NG の周りが言葉で放射の記号 " 注意、放射線領域 " 制限区域のすべてのエッジが NG から 4 m 以上になります。 。
- 緊急時に、すぐにプッシュ、" 緊急割り込み " NG のボタンで、NG からキーを削除、電源から NG を抜きます 。
3。測定のためのプラグイン システムの作製
- チェック電源システム。充電器の電源レベル インジケーターは緑、でしょうか以上 3 の赤いランプが点灯する必要があります。充電器を電源コンセントに接続されていない場合、バッテリは完全に充電になるまで待つ (緑色のランプが点灯) に適切な電力レベルに到達するまで、または (≥ 3 の赤いランプが点灯します).
- インバーター (緑ランプ点灯) とラップトップを有効にします 。
- は、ガンマ検出器を動作し、各検出器に必要なパラメーターを確認するノート パソコンのデータ収集プログラムを実行します。これらのパラメーターの値を定義し、INS システム テストで以前に記録されます。
- 検出器から 5-15 cm 以内の Cs 137 コントロール ソース (任意の型) を配置します 。
- 1-3 分のためのスペクトルの集録を開始;、662 の重心をチェック keV すべての探知機の Cs-137 のピーク。彼らは、同じチャネルである必要があります。そうでない場合は 662 keV のピークの重心を調整する値を変更してデータ取得プログラムのエネルギー係数スケールを使用します 。
- 特別なキーを使用して、NG をオンします。緑と黄色、NG の上にインジケーター ランプが点灯します 。
4。プラグイン システムのキャリブレーション
- 準備 4 ピット サイズ 1.5 m × 1.5 m × 0.6 m 均質な砂カーボン混合物 ( 図 3)。炭素含有量は 0、2.5、5、10 w %
。 注: コンクリート ミキサー建設砂およびヤシ殻から成る合成土壌にするため (100% 炭素含有量が平均粒径 < 0.5 mm)。これらの混合物の均一性を視覚的に決定されます 。
図 3。砂 10 Cw % 砂カーボン混合物が付いているピットとピットのビュー。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください
- 以上のピットは、次の手順を使用して計測します。
- ピットに INS システムの位置を手動または適切な車両をけん引しています。中性子源の投影のピットを中心とするようプラグイン システムを配置します 。
- は、NG の発電機を動作するノート パソコンの DNC ソフトウェアを実行します。DNC プログラム画面の右側にある [エラー] 列ですべてのランプが緑に点灯します。ない場合は、「解除」ボタンをクリックして。次のパラメーターを挿入します: パルス パラメーター - 周波数 5 kHz、デューティ サイクル 25% 遅延 0 μ 秒、延長 2 μ s;ビーム - 高電圧 50 kV、ビーム電流 50 μ A (これらのパラメーターの特定のアドイン システム設定やタスクによって異なることに注意してください)。
- DNC プログラム画面上のスイッチをアクティブにし、NG の高電圧と電流が入力した値に対応する値を安定に来て、作業体制を入力するを待つ貯水池は現在も安定した値に来る 。
- ガンマ検出器を動作するノート パソコンのデータ集録ソフトウェアを実行します。1 h のデータ集録プログラムを実行することによりスペクトルの取得を開始します。2 つのスペクトルの取得プロセス (INS & TNC と TNC) 画面に表示されます 。
- 後 1 h スペクトル取得を停止し、ハード ドライブにスペクトルを保存 (ファイル |MCA のセーブデータ |フォルダーを選択し、ファイル名を入力します
。 注: がある 2 つの保存したスペクトル (TNC と INS) ファイル名拡張子 .mca と _gated.mca、それぞれ) です 。
- は、2 番目の検出器 (左上隅にある矢印をクリックします) を選択し、この検出器のスペクトルを保存します。3 番目の検出器で同じ操作を行います 。
- ファイルをクリックして |終了ソフトウェアを閉じます 。
- DNC プログラム画面上のスイッチをオフにする DNC ソフトウェアを無効にします 。
- 4.2.1 - 4.2.7 他のピットのための手順を繰り返します 。
- NG の特別なキーを使用して、オフにします。NG の上にインジケーター ランプが薄暗い...
- 任意のラージ オブジェクトから地表上 4 m を超える距離に INS システム全体を昇降、INS システム バック グラウンド スペクトルを調べ、データ取得手順 4.2.2 - 4.2.9 を繰り返します 。
- データ処理
- では、スプレッドシート プログラムを使用して、4.2.4 の手順で保存したデータ ファイルを開きます。出力の値を検索し、カウント料金 (OCR と ICR) と行 28、27、30、リアルタイム (RT) をそれぞれ入力します 。
- 計算寿命時間 (LT) を INS & TNCTNC スペクトルとして測定はすべて
LT は 私 私 OCR =/ICR 私 ·RT 私 (1)
、OCR は 私 と ICR は 私 の i 番目の測定出力と入力カウント レート、RT は 私 は本物i 番目の測定の時間 。
- 対応する中尉でスペクトル (33-2080 スプレッドシート内の行) を割ることによって 1 秒 (cps) あたりのカウントでガンマ スペクトルを計算
- 計算として個々 の pit コピーに対応する測定からネットをスペクトル
INS スペクトルを net = (INS & TNC - TNC) ピット - (INS & TNC - TNC) Bkg (2) - 検索ガンマ ピーク 1.78 MeV (28 Si) と 4.44 MeV (12 C) ごとにネットをスペクトルでピットしピーク面積 (4.44 MeV C ピークを計算エリア、1.78 MeV Si ピーク面積) イゴール ・ ソフトウェアを使用しています。
- 開くアイコンをダブルクリックしてソフトウェア。初めてネットをスペクトルをテーブルに挿入します 。
- は、ウィンドウをクリックして |新しいグラフ |ターゲットから |" ファイル名 " |そうしてください。スペクトルは、グラフ ウィンドウが表示されます。グラフをクリックして |情報を表示します。Windows と、グラフ ウィンドウの下 B のマーカーが表示されます 。
- 記号 A にマウス ポインターを置く、マウスの左ボタンを押して、スペクトルに 1.78 MeV ピークの左側にカーソルをドラッグします。標識 B にマウス ポインターを置き、マウスの左ボタンを押して、スペクトルに 1.78 MeV ピークの右側にカーソルをドラッグします 。
- クリックして分析 |多峰フィット |新しい多峰フィットを開始 |ターゲットから |続行します。ポップアップ ウィンドウの使用グラフ カーソルをマーク |線形基準 |自動検出ピーク今 |それを行う |ピークの結果。ピークの領域はポップアップ ウィンドウで表示されます 。
- 4.44 MeV ピークに同じ操作を繰り返します 。
- 残りの純をスペクトルで以前の操作すべてを繰り返します 。
- 方程式による各ピットの純炭素ピーク面積を見つける
純 C ピーク領域 私 4.44 MeV C ピーク領域 私 を = - 0.058 · 1.78 MeV Si ピーク領域 私 (3) - 直接支柱として INS システムの検量線を作成重量パーセントで表される炭素濃度対純炭素ピーク面積の ortional 依存性。
- イゴール ソフトウェアで新しいテーブルを開く: [ウィンドウ] |新しいテーブル。最初の列と 2 番目の列に対応する純 C ピーク面積にピット炭素濃度値を入力します 。
- プロット純 C ピーク領域対ピット炭素濃度: Windows をクリックして |新しいグラフ。YWave、として純 C ピーク面積と XWave として炭素濃度を選択します。これを行うをクリックします。ポイントは、グラフに表示します 。
- 検量線を作成する: をクリックして解析 |カーブ フィット |機能 - ライン |ターゲットから |そうしてください。検量線と校正係数 (k) はウィンドウに表示されます 。
5。静的モードでフィールド土壌の測定を行って
- ステップ 3 に従って測定用プラグイン システムを準備します 。
- は、手動でまたは適切な車両を使用して曳航による土壌炭素の内容分析を必要とするサイトにシステムを配置します。中性子源の投影は測定対象サイトの中央にそのプラグイン システムの位置します 。
- 手順 4.2.2 - 4.2.9 と 4.4.1 - アクションを実装研究サイトの純 C ピーク面積を求める 4.4.6 。
- 計算重量 % として校正係数を用いて炭素濃度
6 スキャン モードでフィールド土壌の測定を行って
- INS システムが移動しながらフィールドにパスを推定。旅行速度の会計処理 (≤ 5 km/h)、フィールド サイズ、INS システム フット プリント (~ 1 の m の半径) と測定時間 (1 h) 移動の軌道は最終的にフィールド全体の領域をカバーするようです。場所フラグで便宜上、フィールド境界に沿ってポイントを有効にします 。
- ステップ 3 に従って測定用プラグイン システムを準備します 。
- 手順 4.2.2 - 4.2.3 アクションを実装します 。
- 1 における所定の旅行を辿る
- 手順 4.2.4 - 4.2.9 と 4.4.1 - アクションを実装研究フィールドの純 C ピーク面積を求める 4.4.6 。
- 校正係数を用いた方程式 4 重量 % の炭素濃度を計算します 。
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Representative Results
土壌の INS & TNC と TNC ガンマ スペクトル
図 4に測定土壌ガンマ スペクトルの一般的なビューが表示されます。スペクトルは連続したバック グラウンド上のピークのセットから成っています。興味の主なピークはある INS 4.44 MeV と 1.78 MeV で重心 & TNC スペクトル。2 番目のピークは、土に含まれているシリコンの核に帰することができる、最初のピークは炭素とケイ素の核から重複ピーク。これらのスペクトルからの純炭素ピーク領域抽出の手順は上記の通り。純炭素ピーク面積を決定するすべてのケースでこの手順を使用する必要があります炭素原子核にのみ予定。11
図 4。INS システムによって土の典型的なガンマ スペクトルを測定した。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
INS システム バック グラウンド測定
様々 なシステム標高高さ地表面で測定した純の INS スペクトルは図 5のとおりです。11高さ 1.78 MeV、4.44 MeV 6.13 MeV (酸素ピーク) で重心とピーク面積の依存関係は、図 6に示します。この図のように、スペクトルは、地上 4 m 以上の高さの変更はできなくなります。したがって、4 m 以上の高さでスペクトルは、中性子システム建築材料との相互作用により表示されているガンマ スペクトルに帰することができます。我々 は、私たちのデータ処理のシステム バック グラウンド スペクトルとして (H = 6 m) でこれらのスペクトルの 1 つを使用しました。
図 5。、)地上; さまざまなプラグイン システム高さで Net アドイン スペクトルb) net アドイン スペクトル; 約 1.78 MeV のフラグメントc) net アドイン スペクトル 4.44 MeV 程度の断片。矢印は、増加の高さを指定します。11 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6。1.78 と雪質の上の高さの変更をシステムの Net アドイン スペクトル 4.44 MeV で重心とピーク部分の依存関係d.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
校正
INS システム校正中に生成された純 INS スペクトルは図 7 aに表示されます。Net のアドイン スペクトルの11断片 1.78 MeV の近く、4.44 MeV のピークはそれぞれ図 7 b 7 c大規模に表示されます。見られる、4.44 MeV の重心を持つピーク ピットで増加炭素含有量とともに増加します。同時に 1.78 MeV で重心を持つピークはピットが増加中の炭素としてやや減少します。(これらのスペクトルから計算) 純炭素ピーク面積 (重量 % で表される) のピットでの炭素含有量との依存関係は、図 8に示すです。11実験誤差範囲内で直接比例の依存関係を原点 (0, 0 のポイント) を通過して表現できる見ることができます。この依存関係は、さらに測定を調整する使用されました。
図 7。、) 0、2.5、5、砂炭素混合ピットのためネットをスペクトルと 10 炭素 w % (均一混合物);b) net アドイン スペクトル; 約 1.78 MeV のフラグメントc) net アドイン 4.44 MeV 程度の断片。11 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 8。ピット (誤差範囲のポイント)、および INS システム検量線 (実線) における炭素濃度と Net カーボン ピーク面積の依存します。11 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
静的モードでの炭素含有量の測定
いくつかの現場で静的モードで炭素含量の測定を行った。アラバマ農業試験場ピエモンテ研究ユニット、キャンプヒル、アル (110 m × 30 m) からの結果は、表 1に掲載されています。(合計 15 サイト)、グリッド線間の距離が等しい 3 で 5 グリッドの交差点の実測を行った。個別の交差ポイントの炭素含有量 ~0.3 をされているすべての測定値の標準偏差との 1.4 に 3.1 w % の間で変化の表からわかるように、w %。比較のため破壊土壌試料も標準直流法による土壌炭素含有量を決定するためのそれぞれの場所で撮影されました。これらのデータは、表 1にも掲載されています。2 つのデータ セットの比較は、両方の方法は、それぞれの場所、フィールド全体における平均値の良い一致を示した。
| 場所 | 測定 | 乾燥燃焼計測 | |||||
| # をサイトします。 | |||||||
| C | |||||||
表 1.乾燥燃焼およびアドイン メソッドによる浅層の重量 % を平均します。
INS および DC メソッド (図 9および10) に基づいてフィールドの炭素の分布を比較する興味深いものです。両方のマップは非常に似ていますが DC マップを作成するプロセスのサンプルする必要がある 〜 2 ヶ月間、2 日間はアドイン マッピングに費やされたことに注意してください。
図 9。キャンプ ヒル フィールドの炭素分布図アドイン メソッドに基づいています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 10。直流法に基づいてキャンプ ヒル フィールドの炭素分布マップします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
スキャン モードでは炭素含有量の測定
土壌の科学者は大きい区域のための炭素含有量を決定する際に興味がある、 (例えば、100 m × 100 m)。場所 10 m 離れて (を使用して測定あたり必要な 1 h) で炭素を判断するには、代わりにプラグインのスキャン モードを使用して 100 m × 100 m フィールドの平均炭素含有量を決定することが可能です。スキャン モード、全体のフィールド上を通過しながら INS の測定を取ることが可能です。このスキャン測定は静的モード (1 h) で 1 つの場所の測定に必要な同じ時間で実施できます。証拠と INS のスキャン モードの原理は、この記事で説明されています。
スキャン モード中の炭素を測定するための最初の試みだったよりも満足するに注意してください。取得したスキャン スペクトルが INS から目に見えて異なる & TNC と TNC 静的モード スペクトル;関心のピーク ピーク面積の多くをされているより広範なより短い未満の静的モードで観察。調査は、この歪みがガンマ線検出器の光電子増倍管12の地球の磁場の影響が原因だったことを決定しました。この問題を解決するには、磁気画面 (mu メタル) は、ガンマ線検出器を保護する使用されました。Co 60 コントロール ソースのガンマ スペクトルが選別されたガンマ線検出器の向きに関係なくほぼ同じことを示したテスト (垂直、水平、傾斜)、しばらくピークの方向に応じて変更重心とピークの幅、未公開の器です。これらの結果は、磁気の画面を使用して、光電子増倍の地球の磁場の影響を抑制できることを示した。磁気スクリーニング ピーク拡がりを排除し、静的モードのスペクトルに非常に似たスキャン ガンマ スペクトルを生成します。
静的およびスキャン モードを比較する静的な炭素含有量の測定は (1 h) 15 m × 45 m のフィールド内で 5 のランダムな場所で、かなり均一の炭素含有量を持っていた同じフィールドのスキャン モード (1 h 合計) で測定を行った。個々 の測定の場所とスキャンのパスを表示するフィールドのマップは図 11に示します。静的モードの 5 ヶ所のネットをスペクトルとスキャン モードの図 12に示します。図 12に示すように、スキャン モード スペクトル静的モード スペクトルのようになります、すべての静的スペクトルのミッドレンジに落ちる。
図 11.フィールドを示す静的測定場所 (星)、走査パス (線) の地図。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 12.静的純 INS スペクトル スキャン モード; はめ込み純 INS スペクトル 4.44 MeV 程度の断片であると。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
純炭素のピーク面積の計算の結果は表 2のとおりです。表示されているデータからわかるように、スキャン モードで測定した正味の炭素のピーク面積の値は実験誤差の範囲内で静的モードの平均値と一致します。これらの結果は、フィールドの平均炭素含有量を定義するプラグイン スキャン モード測定を使用ことができることを証明します。その 5 h は 1 h だけスキャン モードで必要であったに対し静的モードで平均炭素含有量を決定する費やされた注意してくださいすることが重要です。
| モード | # をサイトします。 | 純炭素 | STD、 | フィールドの平均 |
| ピーク面積、cps | cps | ±STD、cps | ||
| 静的 | 1 | 64.8 | 3.9 | 63.3±3.8 |
| 2 | 58.1 | 3.5 | ||
| 3 | 65.4 | 3.4 | ||
| 4 | 68.9 | 4.1 | ||
| 5 | 59.4 | 4.1 | ||
| スキャン | フィールド上 | 64.4 |
表 2.静的スキャン モードの純炭素ピークエリア。
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Discussion
建物前の研究者が設立した財団は、NSDL スタッフ対応、現実世界のフィールドの設定でこの技術の実用的な使用に重要な質問です。当初、NSDL 研究者は、純炭素ピーク面積を決定するとき INS システム バック グラウンド信号を考慮する必要性を示した。11別の努力は、直接比例依存関係によって (炭素深さ分布形状) に関係なく上部 10 cm 土壌層の平均炭素重量 %、純炭素ピーク面積の特徴を示したに。また、INS システム校正 (すなわち、1.5 m × 1.5 m × 0.6 m ピット砂炭素混合) に必要な機器を構築した、実世界のアプリケーションに必要なキャリブレーション手順を開発し、実行します。得られた検量線表示、測定の純炭素ピーク面積から土壌の炭素含有量を決定することが可能。NSDL 研究者は、多くをシステム設計の改善を取り入れている、ガンマ検出器の磁場シールドの最近の追加の土壌炭素の大規模な調査のためのモードをスキャンをシステムの実用可能になります。
土壌炭素分析を明らかにしたいくつかの重要なプロトコル手順アドイン メソッドを適用することで発生します。正しい測定結果を得るには、慎重に確認し、検出器を用いて参照ソースを調整する重要ですこれはシステムの安定性と測定結果の再現のため非常に重要です。システムの背景とキャリブレーション測定土壌炭素含有量の測定の重要なステップがあります。検出器のパラメーターが両方のシステムの背景とキャリブレーションの測定のための同じをする必要がありますに注意してください。校正係数の精度を高めるためのいくつかの時間のキャリブレーション測定 (ピットとシステム バック グラウンド) を行うことが便利です。検出器に磁気の画面をインストールするは、未公開探知機地球の磁場の影響のための非常に大きなエラーを生成するのでスキャン モードの正確な測定に不可欠です。さらに、磁気スクリーニングは静的モードでの結果を向上させます。
フィールド マッピング中に「ゴールド スタンダード」直流法対アドイン メソッドを使用しての重要性を示した。INS による炭素含有量の定義の速度は ~ 30 倍以上の直流法だった。アドインのメソッドの他の利点は、概要のセクションで議論されました。
(「ゴールド スタンダード」) メソッドのアドインと DC の実証の合意にもかかわらずは、プラグイン技術の現在の変更は、最小検出可能レベル (1.5 w %) である 1 つの主要な制限を持っています。土壌炭素含有量は、これよりも少なくすることができます、ので、今後の取り組みはガンマ検出器の数を増やすと、システム全体のデザインを最適化またはターゲット中性子メソッドを適用することによって、INS システムの感度を向上に集中します。13
この制限にもかかわらず個々 の場所の土壌炭素の定量とフィールドの地形の炭素分布マッピングをシステムの現在の変更おすすめです。アドイン メソッドを使用して可能な限り今後の作業は、窒素、鉄、水素など他の土壌成分の測定を楽しむこともできます。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
著者はバリー G. Dorman、ロバート ・ a. Icenogle、フアン ロドリゲス、モリス g. ウェルチ、マーリン Siegford の実験的測定におけるテクニカル サポートとジム ・ クラークとデクスター LaGrand シミュレーションについてお世話になっています。私たちはこのプロジェクトで彼らの電子および検出器の使用を許可するため夏 LLC を感謝します。この作業によって NIFA ALA 研究契約 No ALA061-4-15014 を支えられた「農業の生産性とライフ サイクル管理のための土壌炭素含有量の精密空間マッピング」。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Neutron Generator | Thermo Fisher Scientific, Colorado Springs, CO DNC software |
MP320 | |
| Gamma-detector: | na | ||
| - NaI(Tl) crystal | Scionix USA, Orlando, FL | ||
| - Electronics | XIA LLC, Hayward, CA | ||
| - Software | ProSpect | ||
| Battery | Fullriver Battery USA, Camarillo, CA | DC105-12 | |
| Invertor | Nova Electric, Bergenfield, NJ | CGL 600W-series | |
| Charger | PRO Charging Systems, LLC, LaVergne, TN | PS4 | |
| Block of Iron | Any | na | |
| Boric Acid | Any | na | |
| Laptop | Any | na | |
| mu-metal | Magnetic Shield Corp., Bensenville, IL | MU010-12 | |
| Construction sand | Any | na | |
| Coconut shell | General Carbon Corp., Patterson, NJ | GC 8 X 30S | |
| Reference Cs-137 source | Any | na |
References
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