مقياس الكثافة النووية: تصميمه واستخدامه في البناء والتطبيق التجريبي – مشروع الدراسة المستقلة لـ Addie Tagg (’23)

ملحوظة المحرر: الدراسة المستقلة (IS) في College of Wooster عبارة عن سلسلة من ثلاث دورات مطلوبة من كل طالب قبل التخرج. يبدأ طلاب علوم الأرض عادةً في الفصل الدراسي الثاني من سنواتهم الإعدادية بتحديد المشروع ومراجعة الأدبيات والأطروحة التي تحدد أساسًا فرضيات ومعايير العمل. يقوم معظم الطلاب بعمل ميداني أو عمل معمل لجمع البيانات ، ثم يقضون سنواتهم الأخيرة في إنهاء أطروحات نظم معلومات عليا واسعة النطاق. تم نصح Addie Tagg بواسطة Mark Wilson (أنا!). فيما يلي ملخص أطروحتها –

مقياس الكثافة النووية ، أو المقياس النووي ، هو أداة تُستخدم لأخذ أدق القياسات للكثافة ومحتوى الرطوبة في التربة والركام والمواد الأخرى. تستخدم هذه القياسات للعديد من جوانب البناء. يأخذ المقياس قياسات الكثافة بناءً على المصدر المشع Cesium-137. تتضمن المفاهيم الأساسية لفهم كيفية عمل المقياس الامتصاص الكهروضوئي وتشتت كومبتون وإنتاج الزوج. من المستحيل قياس رد فعل الحزمة من خلال مادة ، لكن من الممكن حساب النسبة المئوية للمصدر الممتص. ينعكس المصدر الذي لم يتم امتصاصه. كلما كانت التربة أكثر كثافة ، يتم اكتشاف موجات أقل. بعد معايرة الجهاز وحساب عدد الجسيمات المنعكسة ، يمكن بعد ذلك ترجمة هذا الرقم إلى كثافة رطبة. تشمل الطرق البديلة لتسجيل الكثافة مقياس اختراق المخروط الديناميكي واستبدال الرمال. بشكل عام ، يعد مقياس الكثافة النووية الطريقة الأسهل والأقل تدميراً لاختبار الكثافة. لا يقيس المقياس محتوى الماء بشكل مباشر ، ولكنه يقيس الهيدروجين بدلاً من ذلك. قادتني هذه الحقيقة إلى تجربة للاستفسار عما إذا كان مبيد الحشائش المنزلي سيؤثر على قدرة المقياس على أخذ قياسات دقيقة. تضمنت التجربة ثلاث تجارب باستخدام طبقتين من الحجر الجيري المسحوق ، كل واحدة باستخدام مادة مختلفة (الحجر الجاف ، الماء ، أو مبيد الحشائش) ، مضغوطة بمكبس يدوي وتم قياسها للضغط بالمقياس النووي. بشكل عام ، لم يؤثر مبيد الحشائش على قدرة المقياس على أخذ قياس دقيق.