[发明专利]基于点源空间效率函数的层析γ扫描体素效率刻度方法

摘要

本发明公开了一种解决已有方法通用性差、工作量大、计算繁冗的层析γ扫描体素效率刻度方法。该方法首先采用MCNP程序计算在TGS系统探测空间和多个γ射线能量下的离散点源效率，结合所提出的点源空间效率函数模型，采用多元非线性回归拟合方法，建立效率刻度函数。其次根据实际核废物桶体素划分方式确定各体素中心位置坐标，通过TGS发射测量获取γ射线能量。最后将体素中心位置坐标和γ射线能量带入效率刻度函数，快速、准确的计算各个体素的效率。采用该方法在探测系统不变的情况下，对于探测区域内的任意核废物桶位置、断层个数、体素划分方式及体素个数，均可快速、准确实现体素效率刻度，使刻度实现过程通用化、简单快捷化，且效率刻度工作量小。

主权项

1.基于点源空间效率函数的层析γ扫描体素效率刻度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立探测系统点源空间效率函数；采用探测器对γ点源的探测效率进行测量，建立点源空间效率函数模型为分段函数如下：当γ射线能量E<0.122MeV时：当γ射线能量E≥0.122MeV时：式中，ε(x,y,z,E,ai)为点源效率，(x,y,z)为点源坐标位置，ai(i＝1,2,…,10)为函数参数；2)多元非线性回归拟合方法确定函数参数；根据实际层析γ扫描探测系统的可探测区域范围，分别选定x、y、z的取值范围，均取离散点，γ射线能量选取范围：低能段范围0.01‑0.122MeV，中高能段范围0.122‑1.408MeV，γ射线能量同样取离散点；通过MCNP程序建立探测系统物理模型，在探测区域内的各个离散点位置处，计算探测系统对点源发射多个离散能量γ射线的探测效率；基于步骤1)中所提出的点源空间效率函数和步骤2)中得到的离散点源探测效率值，采用多元非线性回归拟合方法，获取函数参数ai(i＝1,2,…,10)；3)根据体素划分方式确定各体素中心位置；根据核废物桶体素划分方式，包括两种方式：在直角坐标体系中，将体素划分为正方体形状；在极坐标体系中，将体素划分为扇形体形状；每种划分方式均采用以下步骤确定各体素中心位置：先将桶进行纵向分为若干断层，每个断层在分为若干体素；在所建立的探测系统坐标系里面，根据各个体素在探测空间中的划分顺序，确定各体素中心位置为(x,y,z)；4)体素效率计算；采用细小网格体素划分，此时体素尺寸非常小，体素效率等效于体素中心点的效率，采用点源空间效率函数计算体素中心点效率，根据TGS发射测量，获取桶内出射γ射线的能量E；将各个体素中心所处的坐标(x,y,z)、桶内出射γ射线能量E、函数参数ai带入步骤1)中建立的效率函数计算得到探测系统对各个体素的探测效率。