【摘要】：中子照相技術(shù)已成為了一種備受青睞的定量分析技術(shù)。對樣品中含H物質(zhì)的定量分析是中子照相定量技術(shù)的一個主要應(yīng)用。由于H等元素具有較高的散射截面,會使大量中子散射到探測器并被探測到,從而導(dǎo)致中子圖像模糊畸變,給后續(xù)的定量分析帶來困難。因而急需尋求一種高散射截面樣品的中子照相定量分析技術(shù)。散射中子以及中子能譜硬化是高散射截面樣品定量分析的兩個主要影響因素。針對能譜硬化對中子照相定量分析造成的誤差,本文采用有效中子截面代替中子宏觀截面的方法進行校正。利用蒙特卡羅程序MCNP5分析計算了有效中子截面與樣品厚度的關(guān)系,提出了采用有效截面刻度曲線法對能譜硬化引起的定量分析誤差進行校正。本文采取基于點散射函數(shù)的中子照相散射校正方法對散射中子引起的圖像模糊以及定量分析誤差進行校正。在理論首先推導(dǎo)了點散射函數(shù)的理論表達式,并在一定條件下進行了簡化,在此基礎(chǔ)上提出了等效散射強度與等效距離的概念。從而將點散射函數(shù)的性質(zhì)研究轉(zhuǎn)化到對等效散射強度與等效距離影響因素的研究,利用蒙特卡羅方法對點散射函數(shù)性質(zhì)進行研究,給出了等效散射強度以及等效距離參數(shù)化方法,進一步給出了任意探測器樣品距離與樣品厚度下的點散射函數(shù)的獲取方法。綜合以上兩種效應(yīng)的校正方法提出一種高散射截面樣品定量分析迭代算法。本文研究結(jié)果表明,利用有效截面刻度曲線法可以有效的校正由于能譜硬化效應(yīng)引起的分析誤差;簡化點散射函數(shù)模型能對蒙特卡羅方法計算得到的點散射函數(shù)進行很好的擬合;高散射截面樣品定量分析迭代算法對蒙特卡羅方法計算得到的6種不同幾何形狀的樣品進行定量分析,結(jié)果表明該算法可以很好校正由散射效應(yīng)以及能譜效應(yīng)引起的定量分析誤差,為高散射截面樣品的中子照相定量分析提供一種可靠的方法。
【圖文】：

圖 a 圖 b圖 3.1 MCNP5 模擬中子照相結(jié)果Fig 3.1 Result of MCNP5 simulated neutron radiography由圖 3.1 可以看出，采用這種模擬方法可以有效的模擬出中子透射圖像，對于兩體之間的縫隙也可以有效的分辨，說明該種模擬方法的可行性。中子照相定量分析影響因素分析在中子照相定量分析中，(2.6)式為定量分析的核心方程式，但是該式只是在入射單能、中子束平行、無散射的情況下成立。那么可以看出影響中子圖像質(zhì)量，以量分析結(jié)果的因素主要包括：中子束的平行程度即準直比，散射中子影響以及入子的能譜分布。以下采用 3.1 節(jié)的中子照相的蒙特卡羅模擬方法對這三種因素對圖像以及定量分析的影響進行分析。1 準直比的影響由于中子不帶電故不能通過電磁場聚焦的方法使得中子束平行，所以必須采取準

使得成像時間變長，，而且本底對圖像的影響變大。dlDUg中子源樣品像探測器圖 3.2 幾何不銳度產(chǎn)生示意圖Fig 3.2 Schematic diagram of geometric unsharpness利用3.1節(jié)介紹的中子照相的模擬方法對幾種不同準直比下熱中子圖像進行了模擬計算，為了消除散射中子的影響選用的樣品為厚度為 10μm，長寬為 5cm 的長方體Cd 薄片，樣品探測器距離為 5cm，其計算結(jié)果如圖 3.3 所示。
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O571.5

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本文編號：2531003