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  1. SONDA DE NÊUTRONS UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Adriano Dicesar Martins de Araujo Gonçalves Professor: Sergio Oliveira Moraes Piracicaba- 2009

  2. DESCOBERTA DO NÊUTRON A descoberta do nêutron aconteceu no ano de 1932 com o físico inglês James Chadwick, fazendo que feixes de partículas alfa se colidissem com uma amostra de berílio. Dessa colisão apareceu um tipo de radiação que muitos acreditaram ser radiação de raios gama, mas depois descobriu-se que não eram raios gama e sim nêutrons. Para comprovar que se tratava de nêutrons, Chadwick mediu a massa dessas partículas, pois segundo Rutherford, elas tinham massa igual a do próton. Anos 50: J. W. Holmes: desenvolveu o instrumento portátil

  3. Finalidade de Uso Medir a umidade do solo Medidas da umidade do solo • Modos destrutivos: a estrutura do solo é alterada • Modos não destrutivos: não há alteração da estrutura do solo

  4. PARTES DA SONDA O instrumento é formado por dois conjuntos principais: Sonda e blindagem; Sistema eletrônico de contagem: A sonda é um cilindro de 3-4cm de diâmetro e 20-40cm de comprimento que contém os seguintes componentes: Fonte de nêutrons rápidos Detector de nêutrons lentos Pré amplificador

  5. SISTEMA ELETRÔNICO DE CONTAGEM O sistema de contagem varia com o fabricante. Consiste basicamente de: amplificador fonte de alta voltagem contador relógio bateria recarregável microprocessador Normalmente, o tempo de contagem pode ser selecionado pelo operador.

  6. SISTEMA ELETRÔNICO DE CONTAGEM As contagens medidas em diferentes tempos são transformadas em cpm ou cps. Quando é possível incluir a equação de calibração, os resultados são apresentados em umidade (%, g/g, cm3 . cm-3) ou altura de água armazenada numa camada de solo (mm/10cm, polegada/pé).

  7. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO Nêutrons rápidos (10 keV a 20 MeV) emitidos de uma fonte (normalmente amerício-berílio) são moderados, isto é, desacelerados ou tornados nêutrons lentos (0,01 a 0,3 eV) pelos átomos de hidrogênio no solo, detectados por um contador proporcional de 3He ou BF3 no interior do solo e registrados em um “scaler” à sua superfície.

  8. TUBO DE ACESSO Diâmetro do tubo é função do diâmetro da sonda, que não é padronizado internacionalmente pelos fabricantes. Os nêutrons reagem melhor com átomos menores como exemplo o hidrogênio, devido a esse fator o tubo de acesso da sonda, de preferência, deve-se evitar materiais que contenham muito H, como o plástico, por exemplo, o qual pode mascarar as leituras. Assim, tem-se utilizado alumínio.

  9. TUBO DE ACESSO Quanto às dimensões, deve-se escolher os diâmetros interno e externo, de modo que a sonda não fique muito apertada ou folgada. O comprimento do tubo é função da profundidade desejada para medição, devendo-se acrescentar 10- 20 cm na extremidade inferior e 20- 40 cm acima da superfície do solo, para evitar entrada de solo ou sujeira no tubo e facilitar a instalação da caixa de blindagem. Deve-se proteger as extremidades superior (com capa) e inferior (fechar em caso de lâmina de água).

  10. TUBO DE ACESSO

  11. Calibração: necessária para obter uma relação entre a leitura do instrumento e a umidade no solo y = a + b . x Onde, y = umidade volumétrica do solo a = coeficiente linear b = coeficiente angular x = CR  = a + b . CR

  12. Exemplo de calibração de uma sonda de nêutrons para um Alfissol: NPadrão (água) = 157050 cpm

  13. OBSERVAÇÕES - Emissão de radiação por sonda de neutros: * Am-241/Be (50 mCi) dentro da blindagem, 1 m de distância = 0,11 mrem.h-1 * Am-241/Be (50 mCi) fora da blindagem, 1 m de distância = 0,3 mrem.h-1 - Segundo a Organização Mundial da Saúde: * Nível máximo, por pessoa é de 5 rem . ano-1 = 5000 mrem . ano-1 Ex.: Dose de 0,3 mrem.h-1 x 5 horas.dia-1 x 5 dias.s-1 = 7,5 mrem.semana-1 7,5 mrem.semana-1 x 52 semanas = 390 mrem.ano-1 (7,8% do admissível)

  14. VANTAGENS Não tem necessidade de tirar amostras; Possibilidade de realização de leituras no mesmo lugar; Leitura instantânea ( umidade volumétrica); Especialmente importante para determinação da variação da armazenagem; Capacidade de trabalho em solos bem mais secos.

  15. DESVANTAGENS Elevado custo do equipamento; Material radioativo; Dificuldade de leituras próximas à superfície do solo; Influência da matéria orgânica e de raízes nas leituras.

  16. OBRIGADO PELA ATENÇÃO!!!