基于PGNAA技術(shù)的土壤中淺層掩埋爆炸物檢測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-29 00:39
戰(zhàn)后遺留的數(shù)百萬(wàn)顆地雷在許多國(guó)家?guī)?lái)了嚴(yán)重的人道主義問(wèn)題,探測(cè)戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)后遺留的地雷成了國(guó)際社會(huì)十分關(guān)注的問(wèn)題。在現(xiàn)有的探雷技術(shù)中,瞬發(fā)γ射線中子活化分析(PGNAA)技術(shù)由于其對(duì)元素本身進(jìn)行探測(cè),虛警率相對(duì)于其他探測(cè)技術(shù)較低,已成為一種非常重要的探雷方法。本文從實(shí)際需求出發(fā),設(shè)計(jì)了兩種基于PGNAA技術(shù)的地雷探測(cè)裝置,并針對(duì)其中一種裝置提出了探測(cè)地雷位置的方法。首先,利用252Cf中子源設(shè)計(jì)了一套熱中子分析(TNA)探雷裝置,結(jié)合爆炸物氮元素成分較高的特點(diǎn),使用氮元素特征信號(hào)作為爆炸物是否存在的判定依據(jù),以可檢出信號(hào)的強(qiáng)弱作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,通過(guò)蒙特卡洛計(jì)算方法對(duì)該裝置的慢化體、反射體、屏蔽體等進(jìn)行了選擇及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。其次,基于電可控D-T中子發(fā)生器設(shè)計(jì)了快熱中子分析(FNA/TNA)探雷裝置,結(jié)合爆炸物碳、氮、氧元素含量高于周圍背景的特點(diǎn),使用碳、氮、氧元素特征信號(hào)作為爆炸物是否存在的判定依據(jù),通過(guò)蒙特卡洛計(jì)算方法對(duì)該裝置的慢化體、反射體及復(fù)合屏蔽體等進(jìn)行了選擇及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)使其同時(shí)滿足快中子分析和熱中子分析要求。最后,利用TNA探雷裝置在掃描探測(cè)地雷時(shí)三個(gè)探測(cè)器對(duì)地雷中氮元素的響應(yīng)不同的...
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文技術(shù)路線圖
圖 2.1 光電效應(yīng)原理示意圖原子吸收,其中的一部分能量用作為光電子脫離原電子發(fā)射出去的動(dòng)能。所以,光電子的能量等于入之差。因此,發(fā)生光電效應(yīng)的前提是入射的γ光子能越緊,發(fā)生光電效應(yīng)的可能越大。所以,光電子從原 L 層,再然后是 M、N 層。一般地,當(dāng)入射光子的能的幾率在 K 層發(fā)生光電效應(yīng)。時(shí)候,原子內(nèi)殼層的電子會(huì)被打出,該殼層上就會(huì)發(fā)狀態(tài),一般這種狀態(tài)會(huì)通過(guò)兩種過(guò)程退激發(fā)。第補(bǔ)內(nèi)層的空穴,使得原子退激發(fā)回到較低的能量狀放出的能量,這種能量會(huì)以特征 X 射線的形式釋放給外殼層電子,得到能量的外殼層電子從原子中發(fā)射效應(yīng)的同時(shí)還伴隨著特征 X 射線或者俄歇電子的發(fā)知,在光電效應(yīng)中光電子獲得的動(dòng)能為:e iE h B
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文24 05 511.5K Thm cZ Zh h 情況下,σK與 Z5成正比關(guān)系,原子序數(shù)增加,光電截面原子核內(nèi)束縛電子的作用,Z 的值越大,電子被束縛得動(dòng)量和能量的守恒的概率更大,亦即光電效應(yīng)的概率也測(cè)γ光子時(shí)都選用高 Z 值的材料作為晶體來(lái)探測(cè)γ射線,線的防護(hù)也選用高 Z 值的屏蔽材料(如 Pb 等)。原子的核外電子發(fā)生非彈性碰撞的過(guò)程稱為康普頓散射的部分能量從而脫離原子成為反沖電子,而入射光子損向。康普頓散射在束縛得最松的外層電子上發(fā)生的概率示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高純鍺探測(cè)器的廣泛應(yīng)用和自主研制進(jìn)展[J]. 白爾雋,鄭志鵬,高德喜,孫慧斌,趙海歌,孫志嘉,米家蓉,謝天敏,李學(xué)洋. 原子核物理評(píng)論. 2016(01)
[2]PGNAA在線分析技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 黑大千. 科技資訊. 2014(06)
[3]熱中子分析探雷的中子源慢化裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 曾軍,儲(chǔ)誠(chéng)勝,郝樊華,丁閣,向清沛,羅小兵. 原子核物理評(píng)論. 2013(04)
[4]熱中子分析探雷技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曾軍,儲(chǔ)誠(chéng)勝,丁閣,向清沛,郝樊華,羅小兵. 核技術(shù). 2013(02)
[5]爆炸物的探測(cè)技術(shù)綜述[J]. 丁文,竇玉玲,王國(guó)保,吳騰芳,沈瑞琪. 爆破器材. 2011(05)
[6]屏蔽材料對(duì)γ射線屏蔽情況的蒙特卡羅模擬[J]. 馮江平,陳羽,孫慧斌,謝芹. 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2011(01)
[7]用D-D中子發(fā)生器測(cè)量水泥生料中的元素含量[J]. 曹雪朋,陳曉輝,張宏宇,劉德坤,谷德山,劉林茂. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(01)
[8]淺析國(guó)際非金屬探雷器材發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 郭濤,季茂榮,沈蔚,李德林. 地質(zhì)裝備. 2010(06)
[9]關(guān)于地雷的國(guó)際法:現(xiàn)狀與問(wèn)題[J]. 朱利江. 西安政治學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(03)
[10]防步兵地雷地球物理探測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)[J]. 馮晅,鹿琪,劉財(cái),劉洋,王世煜. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2008(03)
碩士論文
[1]脈沖快熱中子分析探雷有效信號(hào)獲取及解析[D]. 丁閣.中國(guó)工程物理研究院 2013
[2]252Cf中子源慢化及屏蔽系統(tǒng)的蒙特卡羅模擬研究[D]. 姜校亮.吉林大學(xué) 2010
本文編號(hào):3525482
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文技術(shù)路線圖
圖 2.1 光電效應(yīng)原理示意圖原子吸收,其中的一部分能量用作為光電子脫離原電子發(fā)射出去的動(dòng)能。所以,光電子的能量等于入之差。因此,發(fā)生光電效應(yīng)的前提是入射的γ光子能越緊,發(fā)生光電效應(yīng)的可能越大。所以,光電子從原 L 層,再然后是 M、N 層。一般地,當(dāng)入射光子的能的幾率在 K 層發(fā)生光電效應(yīng)。時(shí)候,原子內(nèi)殼層的電子會(huì)被打出,該殼層上就會(huì)發(fā)狀態(tài),一般這種狀態(tài)會(huì)通過(guò)兩種過(guò)程退激發(fā)。第補(bǔ)內(nèi)層的空穴,使得原子退激發(fā)回到較低的能量狀放出的能量,這種能量會(huì)以特征 X 射線的形式釋放給外殼層電子,得到能量的外殼層電子從原子中發(fā)射效應(yīng)的同時(shí)還伴隨著特征 X 射線或者俄歇電子的發(fā)知,在光電效應(yīng)中光電子獲得的動(dòng)能為:e iE h B
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文24 05 511.5K Thm cZ Zh h 情況下,σK與 Z5成正比關(guān)系,原子序數(shù)增加,光電截面原子核內(nèi)束縛電子的作用,Z 的值越大,電子被束縛得動(dòng)量和能量的守恒的概率更大,亦即光電效應(yīng)的概率也測(cè)γ光子時(shí)都選用高 Z 值的材料作為晶體來(lái)探測(cè)γ射線,線的防護(hù)也選用高 Z 值的屏蔽材料(如 Pb 等)。原子的核外電子發(fā)生非彈性碰撞的過(guò)程稱為康普頓散射的部分能量從而脫離原子成為反沖電子,而入射光子損向。康普頓散射在束縛得最松的外層電子上發(fā)生的概率示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高純鍺探測(cè)器的廣泛應(yīng)用和自主研制進(jìn)展[J]. 白爾雋,鄭志鵬,高德喜,孫慧斌,趙海歌,孫志嘉,米家蓉,謝天敏,李學(xué)洋. 原子核物理評(píng)論. 2016(01)
[2]PGNAA在線分析技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 黑大千. 科技資訊. 2014(06)
[3]熱中子分析探雷的中子源慢化裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 曾軍,儲(chǔ)誠(chéng)勝,郝樊華,丁閣,向清沛,羅小兵. 原子核物理評(píng)論. 2013(04)
[4]熱中子分析探雷技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曾軍,儲(chǔ)誠(chéng)勝,丁閣,向清沛,郝樊華,羅小兵. 核技術(shù). 2013(02)
[5]爆炸物的探測(cè)技術(shù)綜述[J]. 丁文,竇玉玲,王國(guó)保,吳騰芳,沈瑞琪. 爆破器材. 2011(05)
[6]屏蔽材料對(duì)γ射線屏蔽情況的蒙特卡羅模擬[J]. 馮江平,陳羽,孫慧斌,謝芹. 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2011(01)
[7]用D-D中子發(fā)生器測(cè)量水泥生料中的元素含量[J]. 曹雪朋,陳曉輝,張宏宇,劉德坤,谷德山,劉林茂. 原子能科學(xué)技術(shù). 2011(01)
[8]淺析國(guó)際非金屬探雷器材發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 郭濤,季茂榮,沈蔚,李德林. 地質(zhì)裝備. 2010(06)
[9]關(guān)于地雷的國(guó)際法:現(xiàn)狀與問(wèn)題[J]. 朱利江. 西安政治學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(03)
[10]防步兵地雷地球物理探測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)[J]. 馮晅,鹿琪,劉財(cái),劉洋,王世煜. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2008(03)
碩士論文
[1]脈沖快熱中子分析探雷有效信號(hào)獲取及解析[D]. 丁閣.中國(guó)工程物理研究院 2013
[2]252Cf中子源慢化及屏蔽系統(tǒng)的蒙特卡羅模擬研究[D]. 姜校亮.吉林大學(xué) 2010
本文編號(hào):3525482
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