[发明专利]一种TGS准直器及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及核材料非破坏性分析技术领域，具体涉及一种新型TGS准直器及其设计方法。

背景技术

层析γ扫描测量技术(Tomographic Gamma Scanning，TGS)作为重要的NDA技术，已经广泛应用于于核保障、核安保、国内核材料管制以及放射性废物分类检验等领域。TGS技术已经广泛应用于对放射性核材料的测量当中。在国内，随着我国核材料管制制度日臻完善，这项技术在核燃料循环过程中产生的可回收物料的测量、放射性废物分类检测等方面的应用也逐渐得到重视和发展。随着核能的利用与开发不断深入，TGS技术水平也在不断地发展和提高，有着越来越广泛的应用前景。由于TGS技术采用低图像分辨率的方法，因而体素采样点之间的间距相对较大；为了获得准确的测量，从理论上就要求当无介质存在时，探测器准直器对体素采样点之间的径向各点的探测效率是单调连续光滑的，对体素采样点之间的轴向各点的探测效率是均匀的。但实际上，传统准直器只能做到在体素采样点之间的轴向各点的探测效率是均匀的，其空间分辨率和体素内各点的探测效率均匀性不是很好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现比传统准直器更好的空间分辨率和更加均匀的体素内各点探测效率的新型TGS准直器及其设计方法。

为了达成上述目的，本发明一方面提出了一种新型TGS准直器的设计方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，建立TGS系统与待测量对象的模型，所述待测量对象为桶装核材料或放射性废物；

步骤S2，调节TGS准直器开口高度，利用蒙特卡罗模拟方法分别计算TGS准直器空间分辨率的两个评价指标的值；

步骤S3，判断所述两个评价指标的值是否均在5%以内，若在则执行步骤S4，若不在则重复步骤S2；

步骤S4，停止调节所述TGS准直器开口高度。

进一步，所述步骤S2中的两个评价指标中的第一个评价指标为所述待测量对象当前层各个体素面心的探测效率与体素中心点的探测效率之差的绝对值的最大值；所述第一个指标中的中心点是指单个体素的中心点。

进一步，所述第一个指标的计算公式为：

MAX|ϵ(i,j)1-ϵ(i,j)0|]]>

式中，为X轴向第i个位置、Y轴向第j个位置体素的面心的探测效率；为X轴向第i个位置、Y轴向第j个位置体素的中心点的探测效率。

进一步，所述步骤S2中的两个评价指标中的第二个指标为待测量对象中心轴向各个点的探测效率与中心点的探测效率之差的绝对值的最大值；所述第二个指标中的中心点指的是探测器准直器中心点沿线与待测量对象轴心的交点。

进一步，所述第二个指标的计算公式为：

MAX|ε₁-ε₀|

式中，ε₁为待测量对象中心轴向各点的探测效率，ε₀为中心点的探测效率。

本发明一方面提出了一种利用上述方法获得的新型TGS准直器，其为中空的柱状体，其外圆直径为120mm，其厚度为20mm，其内部中空部分的横截面为八边形，所述八边形两对相对的长边之间的距离都为30mm，两对相对的短边之间的距离都为35.36mm。

相对于现有技术本发明的有益效果为：本发明提供的新型TGS准直器的设计方法和由该方法设计出来的新型TGS准直器，比传统准直器有着更好的对称性，且其空间分辨率两个评价指标的值均在均在5%以内，能够保证获得体素内各个点更加均匀探测效率，有助于提高TGS空间分辨率和测量准确度。

附图说明

图1为实施例一中新型TGS准直器的设计方法的流程图；

图2为实施例一中单个体素中的中心点和面心的分布示意图；

图3为实施例二中新型TGS准直器的结构示意图；