一种新型TGS准直器及其设计方法技术

本发明专利技术提供了一种新型TGS准直器及其设计方法，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。本发明专利技术提供的新型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。

【技术实现步骤摘要】
一种TGS准直器及其设计方法
本专利技术涉及核材料非破坏性分析
，具体涉及一种TGS准直器及其设计方法。
技术介绍
层析γ扫描测量技术(TomographicGammaScanning，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。
技术实现思路
本专利技术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TGS准直器及其设计方法。为了达成上述目的，本专利技术一方面提出了一种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；所述第一个评价指标中的中心点是指单个体素的中心点。进一步，所述第一个评价指标的计算公式为：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评价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；所述第二个评价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，所述第二个评价指标的计算公式为：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。本专利技术一方面提出了一种利用上述方法获得的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。相对于现有技术本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的TGS准直器的设计方法和由该方法设计出来的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的探测效率，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TGS准直器的结构示意图；图4为实施例二中TGS准直器内部中空部分的横截面示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案和优点作更详细的说明。实施例一如图1所示，是本专利技术提供的一种TGS准直器的设计方法，该方法包括如下步骤：步骤S1，建立TGS系统与待测量对象的模型，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。传统的TGS准直器是的开口形状是正方形旋转90度得到的菱形，调节传统TGS准直器的菱形开口高度，获得一种准直器的开口形状，利用蒙特卡罗模拟方法计算TGS准直器空间分辨率的两个评价指标的值，第一个评价指标为待测量对象当前层各个体素面心的探测效率与其中心点的探测效率之差的绝对值的最大值，第二个评价指标为待测量对象中心轴向各个点(与中心点最大距离为体素边长的一半)的探测效率与中心点的探测效率之差的绝对值的最大值。其中，第一个评价指标中的中心点是指单个体素的中心点(如图2所示)，第二个评价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。第一个评价指标的计算公式为：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。第二个评价指标的计算公式为：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。步骤S3，判断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。完成步骤S2后，判断获得的两个评价指标的值是否均在5％以内，如果不在，则重复步骤S2，直至这两个评价指标的值均在5％以内时停止调节，此几何条件下的准直器形状与结构即为本专利技术所设计的准直器。步骤S4，停止调节TGS准直器开口高度。实施例二如图3所示，为利用上述设计方法获得的TGS准直器的结构示意图，该TGS准直器为中空的柱状体，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，如图4所示，该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。综上，本专利技术提供的TGS准直器的设计方法和由该方法设计出来的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的探测效率，有助于提高TGS空间分辨率和测量准确度。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，对专利技术而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型TGS准直器的设计方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种TGS准直器的设计方法，其特征在于，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；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；所述第一个评价指标中的中心点是指单个体素的中心点。2.如权利要求1所述的TGS准直器的设计方法，其特征在于，所述第一个评价指标的计算公式为：式中，为X轴向第i个位置、Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜强，甘霖，王仲奇，隋洪志，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11