[发明专利]一种带积分量权重的中子能谱解谱方法

说明书

本发明提供一种带积分量权重的中子能谱解谱方法，将活化箔权重因素引入迭代过程并采用新的截断条件及病态数据剔除方法，能够在更符合物理实际的条件下准确完成中子能谱解谱。本方法通过统计理论推倒出判断截断条件比其他方法的误差截断和迭代次数截断相比，有理论基础，更符合物理实际。

技术领域

本发明属于核测试技术领域，尤其涉及一种带权重的中子能谱解谱方法。

背景技术

多箔活化法测量中子能谱时，是将截面已知的一组箔探测器放入中子场待测处辐照，由于中子与探测器发生核反应，使得受照后的箔探测器被激活而产生感生放射性；通过测量辐照后箔探测器的放射性，可以得到一组核素的单核活化率，根据辐照的中子能谱与单核活化率的关系可定出待测处中子能谱。

在稳态工况下，受照后的箔探测器满足活化方程：

式中：I为实验中所采用的活化反应总数；

A_i为第i种核反应的实验测量单核活化率；

σ_i(E)为第i种核反应与能量为E中子作用的的活化截面，cm²；

Φ(E)为单位能量间隔内中子通量密度，cm^-2.s^-1.eV^-1。

式(1)属于第一类Fredholm积分方程，通过选择一组相互独立的σ_i(E)，测量一组各不相同的A_i，就能推断出Φ(E)的信息。对中子能谱而言，常通过引入带有群结构的截面和通量密度去解上述方程组。对连续变量进行离散化处理，可得I个线性方程组成的方程组。

在实际测量过程中，由于可供选用的活化箔总数远小于划分的能群总数(I<<J)，因此，需要进行中子能谱解谱，对于典型的迭代解谱方法，如SAND-II方法，首先需根据待测中子场环境，选定一初始输入谱用它通过活化方程组算出各探测样品的活化率然后依据SAND-II方法，对初始谱进行迭代计算，根据迭代收敛条件和结束迭代过程条件，结束迭代过程，并把最终迭代谱作为实验测量求解的中子谱。

SAND-II方法是由美国桑地亚国家实验室McElroy等学者研制成功的。解谱能区范围从0.0001eV～20MeV整个能区被分成640群，迭代解谱过程中，该方法所采用的基本公式如下。

1)测量活化率与计算活化率之比

第i种活化箔在j能群处，经k次迭代后的计算活化率，在稳态工况下为:

第i种活化箔经k次迭代后的计算活化率为:

第i种活化箔经k次迭代后的测量活化率与计算活化率之比为:

2)光滑权重因子

为减小共振探测器共振峰对解谱的畸变，在谱每次迭代前，可用权重函数先进行光滑处理，当用N点光滑时，光滑权重因子的形式为:

上式中求和指数l1和l2定义如下：

其中N为平滑参数，取奇数，最小值可取为3。

3)修正因子与迭代公式

4)迭代收敛准则