[发明专利]基于双模探测器系统的核废物包装体自适应扫描方法

说明书

本发明公开了一种基于双模探测器系统的核废物包装体自适应扫描方法，包括配置双模探测器系统能量刻度，对核废物包装体进行整装，确定扫描层数和扫描角度；从第一个位置进行测量，将特征γ能谱数据经过MCA多道分析器传输至处理平台；采用改进的高斯峰形函数加直线本底作为响应函数，通过非线性最小二乘拟合，对特征能量峰快速实时分析，并计算出特征能量峰的净峰面积；判断当前净峰面积是否达到设定目标值，若达到则控制核废物包装体旋转或探测器移动到下一个测量位置；重复直至完成所有位置的测量。本发明通过在每个位置测量的特征γ能谱数据实时解析净峰面积，以其统计误差作为反馈，自适应控制测量时间，有效提高了层析γ扫描检测效率。

技术领域

本发明涉及核废物包装体检测技术领域，具体地讲，是涉及一种基于双模探测器系统的核废物包装体自适应扫描方法。

背景技术

随着核能与核技术在各领域的应用，在核染料厂、核电厂、核废物处理厂、军用核设施等涉核单位，不断产生并积存了大量固体核废物，这些固体核废物往往储存在核废物包装体中，例如核废物桶和核废物钢箱中。由于核废物包装后不可拆卸，不允许进行破坏性测试，层析γ扫描技术（Tomographic Gamma Scanning, TGS）是目前针对核废物包装体无损检测的主要技术手段。通过γ射线对核废物包装体进行三维扫描，重建介质线衰减系数分布图像和核素活度分布图像，实现核素的定性、定量和定位分析。但现有TGS系统检测效率低和成像质量差，在实际应用中面临技术瓶颈，应用受限。因此，如何提高测量系统的检测效率是目前TGS技术亟待解决的关键技术问题。

具体来说，例如中国专利申请201910987134.X记载的核废物包装体双模同步扫描检测装置和检测方法中，公开了一种双模探测器系统，可用于核废物包装体的扫描检测。在常规层析γ扫描过程中，为保证全过程的自动化，通常根据核废物密度估计和透射源活度大小情况，提前预设单次测量时间为固定值，这往往会导致对非均匀介质的核废物测量时，在满足能谱数据统计涨落的前提下，密度小的介质由于透射率高，固定时间内的计数远高于密度大的介质，由此造成测量时间的浪费。因此，亟需改进。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明提供一种基于双模探测器系统的核废物包装体自适应扫描方法，采用双模探测器系统对非常规核退役废物包装体进行扫描，通过γ能谱特征峰净峰面积实时反馈来调整扫描时间，以提高系统的时间利用率和扫描效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于双模探测器系统的核废物包装体自适应扫描方法，包括以下步骤：

S10、配置双模探测器系统能量刻度；

S20、对非常规核废物包装体进行整装，确定扫描层数和扫描角度，由此确定扫描位置和扫描次数；

S30、在整装后的非常规核废物包装体的第一个测量位置进行测量；

S40、将测量获得的特征γ能谱数据经过MCA多道分析器传输至处理平台；

S50、根据获得的特征γ能谱数据采用改进的高斯峰形函数加直线本底作为探测器γ能谱的响应函数，通过非线性最小二乘拟合的方法，对特征γ能谱数据的特征能量峰快速实时分析；

S60、根据非线性最小二乘拟合结果对响应函数确定的参数，计算出特征能量峰的净峰面积；

S70、判断计算出的当前净峰面积是否达到设定目标值，若未达到则继续在当前测量位置测量，直至达到设定目标值，若达到则通过在双模探测器系统上配置的PLC控制器控制非常规核废物包装体旋转或移动到下一个测量位置；

S80、重复步骤S30~S70，直至完成该非常规核废物包装体所有测量位置的测量。

具体地，所述步骤S10配置双模探测器系统能量刻度包括：