[发明专利]一种基于252Cf源驱动的核部件材料特征预判别方法

摘要

本发明公开了一种基于²⁵²Cf源驱动的核部件材料特征预判别方法。主要包括针对核部件材料厚度和材质信息，利用时域相关模型和信号处理方法进行预判别工作。时域相关模型及信号处理方法包括三个主要方面：利用源-探测器间时域相关函数中子峰出现位置进行未知核部件材料厚度判读；对中子峰上升沿及下降沿进行分析，提出中子峰占比法，并以其剔除非核材料的干扰并初步判断核部件的材质；利用源-探测器间时域相关函数γ峰计数值，明确未知核部件的材质并对判断结果加强。本方法因前所未有的非核材料剔除能力以及针对核部件材质和厚度特征的判读能力，取得了较好的核部件材料特征预判别效果。

主权项

1. 一种基于²⁵²Cf源驱动的核部件材料特征预判别方法，其特征在于，首先，采用²⁵²Cf源驱动噪声分析法和一系列标准材料建立能够体现材料厚度及材质的中子峰值位置、中子峰值比及γ峰计数数值标定数据库；然后，采用²⁵²Cf源驱动噪声分析法对待测部件进行中子峰值位置、中子峰值比及γ峰计数数值提取；最后，将提取的三项数值与所述标定数据库进行比较和计算得到待测部件材料特征参数；所述材料特征参数包括厚度判读、非核材料剔除、材质判读和识别结果加强；其中：（1）材料厚度判读：通过源-探测器时域相关函数中子峰时间点分析获取核部件厚度信息；通过对基于源驱动式噪声分析方法的核武器核查系统获取的核材料的脉冲中子信号计算其源-探测器互协方差函数；将由探测器所采集到的时域脉冲序列信号分为块，而为某一块数据中时间轴上某一时间点，采用的脉冲中子源-探测器互协方差函数某一点的无偏估计的计算公式为：因而整个互协方差信号的无偏估计为：其中代表某一路信号的复共轭，则是另一路探测器信号；为数据块长度，以离散点数表示，由于采样间隔为1ns，则点间距为1ns；为时延；而是数据块的总个数；提取的中子峰：包括中子峰及γ峰两个部分；利用时间区间法将中第二个峰提取出来，即得到所需中子峰图像及值；通过²⁵²Cf源驱动式噪声分析系统针对标准核材料获取其在不同厚度下产生的脉冲中子信号并进行时域相关分析，产生一系列中子峰标定数据，作为获取材料厚度的参照标准和标定数据库的一部分；准确定位核部件的中子峰值点出现的时间，将其与材料厚度标定数据库比对，获取核部件材料的厚度；（2）非核材料剔除并核部件材质初步判断：通过下式，即称为中子峰占比法剔除非核材料并初步判读核部件的材质；式中是上升沿积分值，为下降沿积分值，而表示中子峰上升沿的时间区间，表示中子峰下降沿时间区间，是源通道与探测器通道的互协方差函数；针对不同材质的标准核部件脉冲中子信号进行时域相关分析，得出其在中子峰占比值r上的明显区别，根据r值进行分类，作为标定数据库的一部分；将计算所得r值与标定数据库比对，剔除非核材料的干扰，并初步判读核部件材质；（3） 核部件材质明确及识别结果加强：通过γ峰计数判别法进一步识别前两步未能准确区分的材质细微差别，并加强识别效果；根据步骤（1）中识别所得材料厚度将不同厚度材料的互协方差函数进行分类，并从中提取出γ峰值点的计数值；针对相同厚度不同材质的标准核部件脉冲中子信号进行时域相关分析，得出其在γ峰值点的计数值上的明显区别，根据计数值进行分类，作为标定数据库的一部分；③将实测γ峰值点的计数值与标定数据库进行比对，获取核部件材质信息； ④ 将材质信息与步骤（2）中获取的信息进行验证，进一步区分不同类型、厚度核部件。