核能安全和核材料檢測是核技術(shù)研發(fā)重要課題。傳統(tǒng)的核材料檢測手段包括X射線成像、伽馬射線成像,這些射線對高原子序數(shù)物質(zhì)穿透能力較低,在實際應(yīng)用中存在諸多困難。宇宙線繆子不參與強(qiáng)相互作用,其穿透性極強(qiáng),而且是天然宇宙線源,可用于無源條件下的高原子序數(shù)物質(zhì)檢測和成像,這一研究將為包括放射性核材料在內(nèi)的海關(guān)檢查與安全監(jiān)控提供新的解決方案,在地質(zhì)勘探,石油工業(yè),核廢料監(jiān)測等具有潛在的應(yīng)用前景。宇宙線繆子散射成像原理是洛斯阿拉莫斯國家實驗室于2003年提出的,該原理是基于繆子散射角與所穿過物體原子序數(shù)相關(guān)的特點（原子序數(shù)越高,散射角變化越明顯）,通過測量散射角獲取成像物體的原子序數(shù)和密度分布,通過一定算法重建物體圖像。探測技術(shù)主要涉及繆子徑跡探測器,通過測量繆子出、入射徑跡變化,計算獲得散射角。由于不同材料的散射角不同,探測器的角分辨率是表征鑒別成像系統(tǒng)能力的關(guān)鍵參數(shù)。近些年來,世界各研究機(jī)構(gòu)先后開展了繆子成像技術(shù)研究,研制完成不同類型的實驗原型,并開始應(yīng)用于海關(guān)檢測、核反應(yīng)堆檢測等。所采用的徑跡探測器均為氣體探測器（MRPC、GEM、Micro Megas等）,在戶外復(fù)雜環(huán)境中應(yīng)用仍存在諸多困難... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１不同材料下Ｍ散射

第１章繆子成像技術(shù)的研究背景??４０????????８０??Ｉ??Ｉ３０?＾?ｒｔ１＂�。ⅲВ叮埃�??ｔ?＼?１?！?Ｉ?５０１??§?＼?！?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?＼?１?Ｉ?Ｉ?°１??＂１０??ｒ－｜?—Ｉ—｜－２０??？ｙ?＂??圖１．３不同材料的輻射長度（左），以及散射強(qiáng)度（右）??在實際測量中，無法精確測量粒子的動量?＞?引入動量不確定參數(shù)￥＝Ｓｐ，式??１．６可修改為：??，?Ｎ?２?０２?＋?０２??Ａ?＝?—￣＾—ｙ?ＰＬ－＿ｘＬ＿ｙ，??Ｎ（ｌ?＋?Ｓ２ｐ）＾；ｐｌ?２Ｌｔ??對于一個待成像物體，在實驗上測量若干Ａ子穿過后的散射信息，按式１．８??計算１，即可推得物體的散射強(qiáng)度和原子序數(shù)。圖１．４是ＰｏＣＡ算法示意圖（取??Ｘ０Ｚ二維平面示意，Ｙ軸垂直紙面向里）。??三＝士＝＝＝三三＝三三天＝三＝三Ｂ｜＝三三??——＾不一?不－年—ｌｉｔ－車??——＋；?－ｍ１－－?—－＾?１——??４＾Ｉ＾Ｎ?Ｉ?Ｈ．?＿［斗．丨?ＩｎＴｕＢＴ??圖１．４?ＰｏＣＡ算法示意圖??４??

第１章繆子成像技術(shù)的研究背景??４０????????８０??Ｉ??Ｉ３０?＾?ｒｔ１＂�。ⅲВ叮埃�??ｔ?＼?１?！?Ｉ?５０１??§?＼?！?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?＼?１?Ｉ?Ｉ?°１??＂１０??ｒ－｜?—Ｉ—｜－２０??？ｙ?＂??圖１．３不同材料的輻射長度（左），以及散射強(qiáng)度（右）??在實際測量中，無法精確測量粒子的動量?＞?引入動量不確定參數(shù)￥＝Ｓｐ，式??１．６可修改為：??，?Ｎ?２?０２?＋?０２??Ａ?＝?—￣＾—ｙ?ＰＬ－＿ｘＬ＿ｙ，??Ｎ（ｌ?＋?Ｓ２ｐ）＾；ｐｌ?２Ｌｔ??對于一個待成像物體，在實驗上測量若干Ａ子穿過后的散射信息，按式１．８??計算１，即可推得物體的散射強(qiáng)度和原子序數(shù)。圖１．４是ＰｏＣＡ算法示意圖（取??Ｘ０Ｚ二維平面示意，Ｙ軸垂直紙面向里）。??三＝士＝＝＝三三＝三三天＝三＝三Ｂ｜＝三三??——＾不一?不－年—ｌｉｔ－車??——＋；?－ｍ１－－?—－＾?１——??４＾Ｉ＾Ｎ?Ｉ?Ｈ．?＿［斗．丨?ＩｎＴｕＢＴ??圖１．４?ＰｏＣＡ算法示意圖??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大面積MRPC宇宙線繆子成像原型裝置的研制[J]. 程建平,王學(xué)武,曾志,曾鳴,王義,趙自然,岳騫,羅志飛,以恒冠,于百蕙,岳曉光.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2014(05)
[2]宇宙射線μ子探測高Z材料的仿真研究[J]. 龐洪超,劉森林,王紅艷,徐勇軍,楊宏偉,王列民.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(07)
[3]宇宙線μ用于反應(yīng)堆燃料元件成像的嘗試性模擬研究[J]. 譚新建,馮朝陽,謝一岡,姚澤恩,龐洪超,王紅艷.  原子能科學(xué)技術(shù). 2010(03)
[4]一種基于μ子進(jìn)行核材料探測成像的模擬系統(tǒng)[J]. 劉圓圓,趙自然,陳志強(qiáng),張麗,岳騫,李樹偉,王振天.  中國體視學(xué)與圖像分析. 2008(02)
[5]用于宇宙射線μ子成像的MLS-EM重建算法加速研究[J]. 劉圓圓,趙自然,陳志強(qiáng),張麗,涂超.  CT理論與應(yīng)用研究. 2007(03)

博士論文
[1]高Z物質(zhì)宇宙線成像系統(tǒng)讀出電子學(xué)方法研究[D]. 竇飛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]利用宇宙線對高Z物質(zhì)進(jìn)行成像的技術(shù)研究[D]. 葉瑾.清華大學(xué) 2009



本文編號：3039891