【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(duì)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(gè)主要應(yīng)用。由于H等元素具有較高的散射截面,會(huì)使大量中子散射到探測(cè)器并被探測(cè)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(lái)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(gè)主要影響因素。針對(duì)能譜硬化對(duì)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(jìn)行校正。利用蒙特卡羅程序MCNP5分析計(jì)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(duì)能譜硬化引起的定量分析誤差進(jìn)行校正。本文采取基于點(diǎn)散射函數(shù)的中子照相散射校正方法對(duì)散射中子引起的圖像模糊以及定量分析誤差進(jìn)行校正。在理論首先推導(dǎo)了點(diǎn)散射函數(shù)的理論表達(dá)式,并在一定條件下進(jìn)行了簡(jiǎn)化,在此基礎(chǔ)上提出了等效散射強(qiáng)度與等效距離的概念。從而將點(diǎn)散射函數(shù)的性質(zhì)研究轉(zhuǎn)化到對(duì)等效散射強(qiáng)度與等效距離影響因素的研究,利用蒙特卡羅方法對(duì)點(diǎn)散射函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行研究,給出了等效散射強(qiáng)度以及等效距離參數(shù)化方法,進(jìn)一步給出了任意探測(cè)器樣品距離與樣品厚度下的點(diǎn)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(jiǎn)化點(diǎn)散射函數(shù)模型能對(duì)蒙特卡羅方法計(jì)算得到的點(diǎn)散射函數(shù)進(jìn)行很好的擬合;高散射截面樣品定量分析迭代算法對(duì)蒙特卡羅方法計(jì)算得到的6種不同幾何形狀的樣品進(jìn)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(duì)于兩體之間的縫隙也可以有效的分辨，說(shuō)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(wú)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(zhǔn)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(duì)這三種因素對(duì)圖像以及定量分析的影響進(jìn)行分析。1 準(zhǔn)直比的影響由于中子不帶電故不能通過(guò)電磁場(chǎng)聚焦的方法使得中子束平行，所以必須采取準(zhǔn)

使得成像時(shí)間變長(zhǎng)，，而且本底對(duì)圖像的影響變大。dlDUg中子源樣品像探測(cè)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(duì)幾種不同準(zhǔn)直比下熱中子圖像進(jìn)行了模擬計(jì)算，為了消除散射中子的影響選用的樣品為厚度為 10μm，長(zhǎng)寬為 5cm 的長(zhǎng)方體Cd 薄片，樣品探測(cè)器距離為 5cm，其計(jì)算結(jié)果如圖 3.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O571.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2531003