發(fā)布時間：2021-10-27 15:52

　　美國基于時間關聯(lián)符合探測技術開發(fā)了核材料識別系統(tǒng),采用外置中子源誘發(fā)鈾部件裂變并采集相應信號做相關分析判定鈾部件的質量豐度等信息,該系統(tǒng)可以有效檢測不同豐度級別的鈾部件,但該系統(tǒng)探測器位置等參數(shù)信息尚未公開。同時由于該系統(tǒng)搭建成本較高,很多研究機構都采用了實驗仿真的方式來采集數(shù)據(jù)。蒙特卡洛方法是伴隨原子能事業(yè)而發(fā)展起來的一種隨機抽樣方法,可以逼真的模擬原子物理過程,得到與真實實驗一致的結果。Geant4作為一款主流的蒙特卡洛開源軟件包,可以通過添加熱中子反應截面和過程來來模擬鈾部件質量豐度檢測數(shù)據(jù)采集過程。本文首先查閱國際評價中子核數(shù)據(jù)庫得到了相應的截面數(shù)據(jù),然后在Geant4中重新編寫中子與鈾部件反應過程;根據(jù)輸入的設置參數(shù),構建鈾部件和探測器等實體的抽象模型并定義其材料和探測器敏感區(qū)間,定義中子源的能量值及抽樣方法;使用控制變量法,在每一次僅改變單一參數(shù)的情況下,多次采集數(shù)據(jù)并對比,確定了能有效區(qū)分檢測檢測結果的參數(shù)值;通過使用緩沖池和定時抽樣方法借助Open GL和Win Form顯示了該過程;最后將結果數(shù)據(jù)分別保存到相應的文檔;同時引入了評價指標,并使用了多種優(yōu)化方案。本文通過... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 主要研究內(nèi)容
    1.3 本文結構
2 數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)相關理論與技術
    2.1 鈾部件基本屬性
    2.2 蒙特卡洛方法簡介
    2.3 國際評價中子核數(shù)據(jù)庫簡介
    2.4 開發(fā)工具及環(huán)境簡介
        2.4.1 Geant4簡介
        2.4.2 OPen GL
        2.4.3 Win Form
        2.4.4 開發(fā)環(huán)境
    2.5 系統(tǒng)評價指標及優(yōu)化
        2.5.1 誤差的估計
        2.5.2 效率因素
        2.5.3 減小方差的技巧
3 系統(tǒng)需求分析與設計
    3.1 系統(tǒng)概述
        3.1.1 系統(tǒng)目的
        3.1.2 系統(tǒng)模型
        3.1.3 相關術語簡介
    3.2 系統(tǒng)需求
        3.2.1 運行環(huán)境需求
        3.2.2 功能需求
        3.2.3 接口需求
        3.2.4 性能需求
    3.3 功能結構分析
4 鈾部件檢測數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)
    4.1 界面實現(xiàn)
        4.1.1 主界面實現(xiàn)
        4.1.2 設置界面實現(xiàn)
        4.1.3 仿真界面實現(xiàn)
    4.2 可視化類實現(xiàn)
        4.2.1 中子類實現(xiàn)
        4.2.2 New Tab Control類實現(xiàn)
        4.2.3 new Panel類實現(xiàn)
        4.2.4 Single類實現(xiàn)
        4.2.5 Radom類實現(xiàn)
        4.2.6 Speed類實現(xiàn)
        4.2.7 Data File類實現(xiàn)
    4.3 參數(shù)化計算系統(tǒng)模型
    4.4 仿真計算類的實現(xiàn)
        4.4.1 主函數(shù)實現(xiàn)
        4.4.2 Detector Construction類實現(xiàn)
        4.4.3 Physics List類實現(xiàn)
        4.4.4 Primary Generator Action類實現(xiàn)
        4.4.5 Hits類實現(xiàn)
    4.5 數(shù)據(jù)的讀取與保存
5 采集結果與系統(tǒng)測試
    5.1 探測器夾角對探測結果的影響
    5.2 探測器距離對探測結果的影響
    5.3 中子源距離對探測結果的影響
    5.4 多探測器對探測結果的影響
    5.5 源距離與探測器距離相等時的比較
    5.6 不同豐度鈾部件的數(shù)據(jù)采集
    5.7 不同質量的鈾部件數(shù)據(jù)采集
    5.8 系統(tǒng)測試
        5.8.1 測試用例
        5.8.2 性能測試
結論
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]時間關聯(lián)符合法測量鈾部件濃縮度[J]. 謝文雄,龔建,李建勝,黃坡,曾立恒.  核技術. 2011(08)
[3]鈾部件質量屬性測量中的信噪比初步分析[J]. 黃坡,謝奇林,曾立恒,謝文雄.  原子能科學技術. 2010(S1)
[4]基于Geant4的NaI（Tl）閃爍譜儀模擬[J]. 程品晶,凌球.  南華大學學報(自然科學版). 2009(03)
[5]基于Geant4的多相流CT系統(tǒng)優(yōu)化設計[J]. 王化祥,戴鵬,郝魁紅,王琦.  天津大學學報. 2008(11)
[6]中子測量技術在核保障中的應用[J]. 蒙延泰,王效忠,祝利群.  核電子學與探測技術. 2008(04)
[7]核技術應用研究中的蒙特卡羅計算問題[J]. 許淑艷,劉保杰.  核技術. 2007(07)
[8]基于VC++.Net開發(fā)Geant4數(shù)值模擬程序[J]. 仇小鵬,楊平利,田傳艷.  計算機仿真. 2007(06)
[9]Geant4在核技術領域的應用[J]. 曾志,李君利,程建平,邱睿.  同位素. 2005(Z1)
[10]GEANT程序在空間粒子探測器優(yōu)化設計中的應用[J]. 張珅毅,王世金.  空間科學學報. 2005(02)

博士論文
[1]核彈頭探測技術數(shù)值模擬研究[D]. 伍鈞.中國工程物理研究院北京研究生部 2003

碩士論文
[1]正比計數(shù)管及其屏蔽層厚度的Monte Carlo（MCNP）研究[D]. 劉高杰.河南師范大學 2011
[2]高純鍺探測器探測效率的MCNP模擬[D]. 張建芳.吉林大學 2009
[3]D-T中子穿透鐵球伴生γ射線泄漏能譜實驗研究[D]. 朱傳新.中國工程物理研究院北京研究生部 2003
[4]應用Monte Carlo方法計算STO雙中心重疊積分[D]. 鄭巧云.福建師范大學 2002



本文編號：3461916