中子法是以镭～铍等为放射源。将具有高能量的中子（快中子）发射入土壤。它们与原子发生一系列碰撞而失去足够的能量变为一种慢中子，这种慢中子能为计数器所接受。中子与原子碰撞时，原子量越轻，其能量损失越大，土壤中的氢原子主要是来自土壤水，由此可知，当土壤中水分越多，氢原子越多，返回到计数器的慢中子越多，慢中子的密度与土壤水分有一定关系。因此可以通过测定被土壤反射的慢中子密度来推求土壤含水量。
图4-4 中子水分仪示意图
中子仪系统（见图4-4）包括中子源探头[内含中子源和三氟化硼（BF3）慢中子探测器]和记录慢中子数的计数器。可以将两者放于一个装置中，也可以分开。当在一起时，只需要一个管子打入土中，分开时则需两根管子，将探头放在三氟化硼深度即可测得不同深度的土壤含水量。
中子法的优点是提供了快速测定土壤含水量的方法，土样不受扰动，可以连续对同一测点进行多次观测。缺点是对有机物质含量多的土壤精度较差，成本较高，对表层（0.3m）土壤水的测定需要另加装置。
中子仪测量土壤含水量是一定要严格操作程序和规范操作，操作过程中主要应该注意以下问题：
（1）操作人员在使用中子水分仪前应进行专门的培训和操作训练，应熟悉所持型号的中子水分仪的使用和保养方法、辐射防护方法和国家有关放射源的使用和保管的规定。
（2）在代表性地块的代表区域中根据观测要求布置测点和量测深度，埋设中子水分仪测管，监测点一经设置后不得随意变动，以保证土壤含水量观测资料的一致性。
（3）中子水分仪测管的材质取铝合金管或硬塑料管，用塑料管时避免使用聚氯乙烯管和含氢量高的塑料管，管材应有一定的强度和防腐蚀性能，以防管壁变形和腐蚀。
（4）测管安装时既不能使测管受土壤和外力的过分挤压，也要防止管壁与土壤接触不良形成水分流入下层土壤的通道。接近地表的部分管壁周围土壤要压实，以防灌溉水和雨水径流的流入。中子水分仪测管安装时钻孔的直径应与测管外径一致，使测管与土壤密切接触，中子仪测管的外径应同中子仪底部插口管径一致。中子仪测管顶端应高出地面10cm。
（5）中于仪测管下端用锥体物密封防止地下水分的进入，测管上端以橡皮塞密封以防地表水分的进入。
（6）管道安装完毕后应在灌水或降水后检查管道是否有漏水和积水现象，若有上述现象时应重新安装。
（7）在野外观测使用的各种型号的中子水分仪应有完整的技术资料和使用说明书，中子仪在使用前应由有相应技术条件和资质的部门进行率定和检验。
（8）对于只给出读数R的中子水分仪，应测试其标准读数Rw，并据测区的土壤通过实验来标定土壤含水量曲线，建立体积含水量θ和计数比R/Rw的关系线，其直线方程为
式中 θ——体积含水量，以小数计；(www.xing528.com)
m——直线斜率；
R——中子仪土壤中的实测读数；
Rw——水中的标准读数；
C——相关直线的截距。
（9）对于直接给出体积含水量的中子水分仪，在不同土壤质地区域观测时应对中子水分仪的读数进行校核。若有较大误差时应给予修正。
（10）上述中子仪进行率定校核时可采用野外率定和室内率定两种方法，野外率定时先用中子仪测出不同测点的中子仪读数，后在测管周围挖土壤剖面，在各测点深度周围均匀分布取6个土样，取样环刀的高度约15cm。采用烘干法测其体积含水量。含水量的变化范围从最小到饱和含水量之间，每条曲线不得少于20个在土壤含水量量测范围内分布均匀的点据。在测土壤含水量的同时测土壤的容重。
（11）若更换仪器的中子源时应对仪器重新进行率定。
（12）野外观测土壤含水量时，记数或中子水分仪的记数时间可随土壤含水量的大小来设定，当土壤含水量大时，计数时间可长一些，一般取两次接近的读数的均值作为该点的读数，若两次测得的读数差别较大时，应第三次计数，取三次中两个接近和读数的均值作为该点的读数。
（13）中子水分仪测土壤含水量时应备有标准的记录表格，观测结束后应据观测的结果和标定方程计算出每个测点代表土层的平均体积含水量。表4-2为中子仪测定土壤含水量记录表格。
表4-2 中子仪测定土壤含水量记录表
（14）中子仪发生故障时不可随意拆卸，应送往指定的单位进行修理。
（15）中子源在发生意外情况遗失或外露时应及时报警和防辐射的有关部门立案侦察和处理，并隔离辐射区域防止核辐射对人体的损害和扩散。
（16）在观测过程中观测人员应按操作规则搬运和使用中子水分仪，应设有专门的房间、定有专门的工作人员来保管中子水分仪，保管室与居室和工作室应有一定的距离。
（17）中子水分仪每年必须接受防辐射部门的检查，并应持有该部门的使用证书。
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