核电站操作与辐射剂量的虚拟现实仿真研究

通过对国内外虚拟现实技术在核辐射防护领域的应用现状的调研,开发了关于压水堆（PWR）相关操作和核辐射剂量的VRP（Virtual Reality Platform）虚拟现实应用。主要内容包括虚拟场景建模主程序3DSMAX、辐射剂量计算程序MCNPX及虚拟现实平台软件VRP三部分。结合大亚湾核电站的相关数据,在3DSMAX中构建了核电站厂房的三维场景,并对相关模型精细建模,成功建立了符合应用要求的原型系统;采用国内外先进的MCNPX辐射剂量计算软件以及中国成年男女人体模型,对人体在虚拟场景中受到的辐射剂量进行了精确的计算。并结合目前常用的插值算法的特点和三维场景布局特点,提出了一种符合场景要求的辐射剂量插值算法,成功实现了辐射剂量的动态获取;采用国内自主开发的虚拟现实平台软件VRP,实现了三维场景中辐射剂量的动态显示,完成了与辐射剂量计算软件的对接;并构建了三维模型的互动操作的演示,成功构建了关于核电站操作与辐射剂量的虚拟现实仿真系统。该应用对核电厂新员工培训以及降低核电厂工作人员辐射剂量有一定的指导意义。     

基于Gradient Boosting算法的ERMS辐射数据预测

影响核辐射监测站点辐射监测HPIC剂量率实时数据准确性的组成因素多且复杂,如自然因素的降雨、温湿度、风向及太阳辐射等,客观因素的设备异常及放射性状况等;以致在实际应用中发现辐射监测状态异常时,很难分析出是什么原因导致的监测数据偏离.结合ERMS海量历史辐射序列监测数据,深入挖掘降雨、温湿度、气压、风向、太阳辐射天顶方向电子量及周边各站点辐射数值等特征因子集,基于Gradient Boosting算法（简称GB算法）建立起HPIC剂量率辐射数据的在线预测模型,有效融合自然特征因子,降低了自然因子对HPIC剂量率辐射监测数值异常的分析及判读的干扰作用,提高了对ERMS辐射异常发现的辅助判断能力及维保效率.     

烟草生产环境监测系统的开发与应用

开发了一个烟草生产环境监测系统,该系统可对烟草生产过程中环境温度、湿度、降雨量、日照全辐射和紫外辐射进行监测.系统测试的数据可通过GSM网络传送到数据巾心,用户可通过访问数据中心服务器查询到相关的生产环境数据;为保证数据的安全性,系统采集到的数据还被保存到SD卡上;可将多个系统组建成为一个监测网络,用于对多个生产基地生产环境进行动态监测;监测系统已经在红塔集团烟叶基地部署了20台,并正常运行半年;系统的部署,为企业原料采购提供重要的决策支持.     

基于LORA在线式γ辐射监测系统

针对γ辐射监测过程中核辐射对工作人员的伤害,本文介绍了一种基于LORA在线式γ辐射监测系统,该系统有效地减少了监测过程中γ射线对人体的照射。本文基于碘化钠探测器对γ射线进行监测,由单片机作为控制核心完成对脉冲信号的模数转换,获取现场辐射计数总量,经LORA无线通信技术将监测数据传输至上位机,上位机软件完成人机交互。结果表明：该系统实现了γ射线监测数据的无线传输和可视化实时监测,且运行稳定,安全性和实时性高,可以满足使用过程中的实际需求。     

基于CPLD的数据远程传输接收端逻辑控制设计

针对自主研发的脉冲辐射剂量探测系统,首先介绍了其光纤远程实时传输链路的组成.然后在分析数据接收单元电路结构和主要信号特点的基础上,设计并实现了基于CPLD的数据接收与上传的逻辑控制.CPLD一方面要从解码芯片接收并识别数据和同步信号,对数据包进行传输扩展,另一方面则要完成对USB接口模块数据传输的控制.辐射探测系统的整体测试与应用验证了CPLD逻辑控制电路设计的正确性.     

新建正则化参数选取模型有助低剂量CT的研制

由于成像质量好,空间分辨率高,CT技术已成为一种广泛使用的医疗检查和辅助诊断方法。然而过高的X射线辐射剂量可导致某些基因疾病,对身体健康造成极大隐患。因此CT扫描设备的设计需要考虑降低辐射剂量,减少探测器采集的投影数据是一个降低剂量的有效方法。     

环境一号B星红外多光谱相机综合辐射定标

环境一号B星红外多光谱相机(简称HJ-1B星IRS)在轨运行过程中受各种因素的影响,其探测性能不断发生衰减,绝对辐射定标可有效地改善遥感器辐射特性的测量精度,从而提高遥感数据辐射质量.文中针对HJ-1B星IRS星上定标系统特点,利用2010年8月地面同步试验数据对IRS热红外通道进行综合辐射定标,修正了原始定标系数,并进行定标系数的真实性检验.结果表明借助地面试验数据进行的综合辐射定标弥补了星上定标系统的不足,获得的定标系数准确可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要.     

我国核工业中的遥控技术与机器人技术的应用与开发

为了降低操作人员受照剂量,我国核工厂广泛应用了遥控操作技术,但在检修方面,仍以直接检修为主,本文将对我国核工业中遥控操作与检修技术的现状及包括机器人在内的技术开发与应用设想加以简要说明.     

光学镀膜宽光谱监控的信号压噪

使用CCD(电荷耦合器)进行光学镀膜宽光谱监控过程中,监测信号受外界杂散光干扰、真空室内背景辐射等因数影响,信噪比低难于准确监控.本文通过对系统前端光路改造以及后期数据数字滤波处理,达到信号压噪目的,使系统在宽光谱膜厚监控过程中具有稳定性好、精度较高、响应速度快等优点.     

基于GPRS的核辐射环境监测系统设计

为了长时间监测特殊区域内的核辐射情况,利用GPRS传输技术设计了核辐射环境监测系统,系统采用C/S架构设计由监测管理中心和多个监测节点组成;监测节点采用单片机MSP430F149作为控制核心,利用G-M计数管J403γ作为探测器,通过Time-To-Count方法实时监测周围环境中的辐射情况,并通过GPRS通信模块EM310建立与监测中心的TCP/IP网络连接将数据发送至监测管理中心;监测管理中心通过对接收来的数据进行处理、显示、分析,最终存入Access2003数据库备份;该系统适用于放射性科研院所、医院放射科和核电站周边等场所,以便尽早发现危险的存在,采取有效的措施,确保辐射场所的辐射安全,避免事故的发生。     

A pattern recognition method for short-term forecast of the radiation situation in long-term manned space stations

This work is concerned with the possibilities of applying methods of pattern recognition for short-term forecast of the radiation situation during long-term stays in space stations in order to make reliable predictions of the radiation dose of the crew and its environment, which, presently, cannot be calculated with a sufficient accuracy. The method is based on the analysis of stochastic series from the monitoring data on the parameters of radiation conditions of the environment in modules of the Mir space station and the International Space Station (ISS).     

Mapping solar ultraviolet radiation from satellite data in a tropical environment

This paper presents a technique for mapping erythemally-weighted solar ultraviolet (EUV) radiation from satellite data in a tropical environment. A satellite-based EUV radiation model was formulated for calculating the EUV daily dose from satellite-derived earth-atmospheric albedo, total column ozone and other ground-based ancillary data. The earth-atmospheric albedo was obtained from a geostationary satellite (GMS5) while the total column ozone was retrieved from a polar orbiting satellite (EP/TOMS). The model was validated against the monthly average EUV daily dose from the measurements at four solar radiation monitoring stations located in the tropical environment of Thailand. The monthly average EUV daily dose calculated from the model was in reasonable agreement with that obtained from the measurement, with root mean square difference (RMSD) and mean bias difference (MBD) of 12.3% and 0.7%, respectively. After the validation, the model was used to calculate the monthly average EUV daily dose over Thailand employing an 8-year period of data from GMS5, EP/TOMS and other ancillary surface data. Values of the monthly average of EUV daily dose were presented as monthly and yearly maps. These maps reveal that the tropical monsoons have a strong influence on the EUV in this region.     

基于蓝牙4.0的微型核辐射剂量计设计

针对目前个人核辐射剂量监测手段便携性差、实时性较差和持续监测能力不足等问题,设计了一种基于蓝牙4.0模块的微型低功耗核辐射剂量计;系统使用计数管探测辐射粒子,充分利用了MSP430混合信号处理器和蓝牙4.0模块的低功耗特性,体积小巧、续航能力强、运行稳定可靠;该剂量计配合手机APP即可单独使用,又可多台组网使用,可为人员提供持续可靠地实时剂量率监测和个人剂量分析,在核工业及核医学个人防护领域具有广阔的应用前景。     

基于ZigBee的个人辐射剂量计的设计

介绍了一种用于核辐射测量的个人剂量计的设计,结合ZigBee技术实现个人剂量计与计算机之间的无线数据传输,便于对分散的多个剂量计进行网络化的集中管理.个人剂量计的设计以ZigBee无线通信单片机CC2430为核心实现核辐射剂量监测功能.     

基于全集成自动化的区域γ辐射监测系统

针对我国核军工及核燃料循环中的区域γ辐射监测系统技术落后、集成度低等问题,采用全集成自动化(TIA)方法,研制了区域γ辐射监测系统。根据TIA的统一通信、统一数据管理、统一组态和编程原则,系统采用了工业以太网结构和西门子紧凑型PLC以及TIA软件。过程控制简单安全,信息网络和现场总线及仪表的集成便捷,设计模块化,系统扩展性强,实现了管控一体化,对核设施辐射监测系统国产化具有积极作用。     

嵌入式核辐射远程监测系统设计

立足智能化理念,设计具有远程监测功能的核辐射监测系统。通过基于盖革-米勒计数器的核辐射检测节点,捕获环境中的高能射线强度并以电信号形式重现。同时,由搭建的无线传感网向嵌入式设备汇报环境中核辐射信息,并在人机交互终端以曲线波动的形式重绘核辐射强度的变化趋势。本系统可方便地远程监测环境辐射,一定程度上减少了核辐射对检测人员的伤害,扩大核辐射监测的应用范围。