輻射成像已經(jīng)在的醫(yī)學(xué)、安檢等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的成像技術(shù)只能獲取樣品的輪廓、密度等信息,而無法獲取樣品內(nèi)部的元素分布信息。瞬發(fā)伽馬射線活化成像技術(shù)（PGAI）是一種基于已被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域的瞬發(fā)伽馬射線中子活化分析（PGNAA）的成像方法,相比于傳統(tǒng)的中子照相（NT）等成像技術(shù),PGAI技術(shù)不僅能對樣品內(nèi)部元素含量進(jìn)行定量定性分析,還可以得到樣品中元素分布的3D信息,從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)成像方法的盲點(diǎn)。但目前所開展的PGAI技術(shù)實(shí)驗(yàn)都是在反應(yīng)堆上的冷中子源進(jìn)行,大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用。面對此問題,本文基于D-D中子發(fā)生器對熱中子PGAI技術(shù)進(jìn)行研究分析,通過MCNP軟件模擬對PGAI實(shí)驗(yàn)測量平臺進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對三種樣品元素的檢測進(jìn)行了模擬計(jì)算并對影響測量結(jié)果的干擾因素進(jìn)行了分析。本文研究內(nèi)容如下:1)基于D-D中子發(fā)生器設(shè)計(jì)了一套熱中子的PGAI測量平臺,通過蒙特卡羅方法對該測量平臺的慢化體、反射體、準(zhǔn)直體及倍增體進(jìn)行模擬優(yōu)化設(shè)計(jì),并對伽馬射線探測器及其準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行了選擇及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。2)利用模擬得到數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建,并對影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行了物理機(jī)制分析,影響因素主要... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同元素?zé)嶂凶雍筒煌芰康腦射線的質(zhì)量衰減系數(shù)比較圖

圖 1.2 PGAI/NT 裝置示意圖[65]測量結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。在弦?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)中，只有中子束經(jīng)過準(zhǔn)辨率缺失。這些測量結(jié)果適合 2D 數(shù)據(jù)的獲取并且可以得到相略以獲得更多的伽馬射線[66]。該方法的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)被用于測堆的樣品[67]。為得到空間分辨數(shù)據(jù)，利用冷中子束被聚焦并被縮薄片并垂直置于中子束，2D 的元素分布圖即為整個(gè)樣品的元素束和伽馬探測器均進(jìn)行了準(zhǔn)直，定義中子束與伽馬探測器準(zhǔn)直，稱之為等效體積。等效體積的概念最早起源為“未知容器體壓氣體的金屬容器和鉛容器的測量背景和測量催化反應(yīng)裝置中][69]。理想情況下，其為一個(gè)小的空間固定體積，即核信息的來考慮到計(jì)數(shù)率，目前最小的可行的體積為幾十個(gè)立方毫米。該不包含濾波投影方法。對自動(dòng)化平臺上的整個(gè)樣品進(jìn)行一系列測量分析，得到 3D 網(wǎng)格的每個(gè)數(shù)據(jù)。這種方法可以對整個(gè)樣區(qū)域進(jìn)行掃。相比于 PGAA，為獲得好的空間分辨率，其計(jì)數(shù)率時(shí)。

方法下的活化反應(yīng)區(qū)域示意圖[70]。(a 未加伽馬準(zhǔn)直的 2D 測量設(shè)備（弦準(zhǔn)直的 3D 測量設(shè)備（雙重準(zhǔn)直）。藍(lán)線表示中子束路徑。黃線表示伽馬路線。兩者相交部分為 b 裝置下的測量部分，a 表示中子束穿過的路徑中獲取的數(shù)據(jù)量的減少是顯而易見的：原始的測量數(shù)據(jù)與樣品臺的坐標(biāo)位置。然而，這些原始數(shù)據(jù)會(huì)受到中子自屏蔽、散射和伽馬射線自吸收傳輸函數(shù)造成的失真效應(yīng)也會(huì)造成干擾，需要進(jìn)行逐點(diǎn)修正。一種利用隨機(jī)數(shù)（蒙特卡羅方法）產(chǎn)生精確結(jié)果的修正方法不斷得到發(fā)不同，等效體積測量方法不會(huì)受限于測量和重建整個(gè)樣品，其可以集中加快測量速度。針對實(shí)際樣品，其通�？煽孔龇ㄊ羌俣ㄆ涫怯梢恍┚鶆蚴箤悠防媒o定的不可靠的分辨率進(jìn)行全部掃描其結(jié)果也是有用的。置靈敏的 PGAI 技術(shù)與較快中子成像技術(shù)是一種合適的方法。輻射成像進(jìn)行全掃描，也可以在較短時(shí)間內(nèi)完 成并提供感興趣區(qū)域內(nèi)足夠的信息成像中的空間數(shù)據(jù)與一個(gè)自動(dòng)化樣品臺的 xyzω 位置相關(guān)聯(lián)，通過將樣測體積內(nèi)。如果有必要，定位的準(zhǔn)確性可以通過中子成像進(jìn)行驗(yàn)證或者之后具體的 PGAI 元素分析會(huì)集中于這些點(diǎn)，從而節(jié)省下大量時(shí)間。這

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于單片機(jī)的X-γ射線檢測報(bào)警系統(tǒng)的研究[J]. 王艷娜,周欣悅,崔凌云.  電子設(shè)計(jì)工程. 2015(02)
[2]中子照相技術(shù)及其在無損檢測中的應(yīng)用研究[J]. 郭廣平,陳啟芳,鄔冠華.  失效分析與預(yù)防. 2014(06)
[3]上海光源X射線成像及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 肖體喬,謝紅蘭,鄧彪,杜國浩,陳榮昌.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]X射線探傷技術(shù)對埋弧焊管焊縫檢測中氣孔缺陷的判定方法[J]. 董斌,楊劍峰.  焊管. 2013(12)
[5]新型熱中子閃爍體轉(zhuǎn)換屏的研制進(jìn)展[J]. 王雨,韓松柏,賀林峰,魏國海,王洪立,劉蘊(yùn)韜,陳東風(fēng).  中國原子能科學(xué)研究院年報(bào). 2011(00)
[6]爆炸物的探測技術(shù)綜述[J]. 丁文,竇玉玲,王國保,吳騰芳,沈瑞琪.  爆破器材. 2011(05)
[7]X射線實(shí)時(shí)成像技術(shù)在炭纖維預(yù)制體及其復(fù)合材料中的應(yīng)用[J]. 陳騰飛,劉磊,徐惠娟,劉杰,盧超.  金屬材料與冶金工程. 2011(01)
[8]輻射成像技術(shù)的初步應(yīng)用研究[J]. 周偉,方方,周建斌,李揚(yáng)紅,黃洪全.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2011(02)
[9]中國同位素中子源測井技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張鋒,袁超,黃隆基.  同位素. 2011(01)
[10]數(shù)字化X線成像的原理及技術(shù)分析[J]. 范曉東.  中國實(shí)用醫(yī)藥. 2009(31)

碩士論文
[1]冷中子照相裝置成像系統(tǒng)仿真分析[D]. 孫勇.中國工程物理研究院 2010



本文編號：3033560