三种解谱算法求解中子能谱的解谱效果比较

使用多球谱仪测量中子能谱时,需要使用"少道"解谱算法。为此,本文分别将迭代算法、蒙卡算法和遗传算法应用到中子能谱解谱中,通过MCNP模拟几种辐射防护常见的中子能谱,模拟得到探测器在各个球中的计数,然后使用迭代算法、蒙卡算法和遗传算法进行解谱,并对三种解谱算法的解谱效果进行比较。结果显示,三种算法均能够很好的完成解谱,且给出的中子注量、周围剂量当量和平均能量与参考值符合的也较好。另外,在典型的中子辐射场,三种算法的使用条件不同,可相互配合,较好的给出解谱结果。     

单球中子谱仪的能量响应模拟及解谱方法研究

本文阐述了单球中子谱仪的原理,介绍了基于单慢化球和19对⁶Li-⁷Li闪烁体探测器构成的单球中子谱仪的结构及解谱方法,使用蒙特卡罗中子输运程序模拟了单球中子谱仪的中子响应函数。计算结果表明,该谱仪具有较好的空间对称性,能根据谱仪中各探测器的计数对源的大致方位进行判断;模拟了单球谱仪在²⁴¹Am-Be源照射下各探测器的计数,使用Unfolding with Maxed and Gravel (UMG)解谱程序在不同解谱算法以及初始谱的情况下对模拟数据进行解谱计算,在使用最大熵散发以及与源项相同的预置谱的情况下,解谱结果最为准确,验证了响应函数的准确性。     

中子能谱测量中的解谱技术研究进展北大核心CSCD

中子能谱解谱技术为中子能谱测量系统必要的组成部分,近几十年来国内外开展了大量研究。本文首先介绍了中子能谱常规解谱流程,包括解谱模型、响应函数、解谱误差等内容;接着详细介绍了国内外中子能谱测量技术研究现状以及中子能谱解谱算法研究现状,包括比较成熟的最小二乘算法、最大熵算法等,也有新兴的神经网络算法、遗传算法等,总结了不同解谱算法的特点;接着介绍了根据不同解谱算法发展的解谱程序,对比了不同解谱算法及程序的优缺点,基于最小二乘算法开发的SAND系列程序和基于最大熵算法开发的MAXED程序是解谱功能强大、使用最广泛的程序;最后梳理了中子能谱解谱方法的发展脉络,总结了国内和国外研究的区别,未来开发包含多种解谱方法的综合性解谱程序具备较强的应用需求。     

西安脉冲堆大空间中子辐照实验平台辐射场参数测量

西安脉冲堆于2010年建成了大空间中子辐照实验平台。本文介绍了该实验平台辐射场设计参数、辐射场测量方法和实测结果。采用蒙特卡罗方法计算了实验平台内中子初始谱。利用多箔活化法测量了中子能谱,解谱方法采用遗传算法,并与SAND-Ⅱ解谱方法进行了对比,对比结果较为一致,证明了遗传算法解谱的有效性。应用热释光剂量计测量了γ射线吸收剂量率。测量结果表明,该实验平台辐射场参数符合设计要求。     

上升时间甄别法测量中子能谱

波形甄别法是测量中子-γ射线混合场中快中子能谱的一种方法。本工作利用大体积NE213液体闪烁体,以及标准NIM插件,搭建了利用上升时间甄别法测量中子脉冲幅度谱的一套测量设备。本文基于蒙特卡罗方法计算得到闪烁体对中子的响应函数矩阵后,使用60Coγ放射源对测量得到的中子脉冲幅度谱进行刻度,然后通过解谱,得到了加速器单能中子源的解谱结果,该结果与参考谱是一致的。     

用遗传算法求解中子能谱

由多球中子谱仪的响应矩阵和测量结果得到中子能谱属于少道解谱问题,存在多种可能解,因此,解谱过程是在解空间中寻找问题的最优解。遗传算法作为优化算法的一种,在求解这类问题上具有很大优势,通过基因操作,遗传算法可获得问题的全局最优解。本文根据中子能谱求解问题的特点,提出了一种新的适应度函数,它由1个距离项和1个惩罚项组成,距离项用于保证计算结果能够再现测量结果,惩罚项用于保证解的连续性,避免求解结果数据的剧烈变化。选择了5种具有代表性的能谱作为真实能谱,并将其与响应函数相乘后的结果作为模拟测量结果,用遗传算法求解的结果与真值符合较好,且能很好地再现模拟测量结果,表明了采用这种适应度函数的遗传算法在求解中子能谱中的可行性。     

基于扩展型多球中子谱仪的中子能谱测量

为了有效地测量加速器辐射场的中子能谱,论文通过FLUKA模拟的辐射场中子能谱和探测器能量响应选择出合适的扩展型多球中子谱仪、利用基于少道解谱理论的解谱程序来得到实验能谱以及积分注量统计。并通过计算与实验计数率的对比证明了该方法测量中子能谱的可行性,同时分析了实验的不足并给出了改进的建议。     

基于广义最小二乘法原理的中子能谱解谱程序开发及验证

中子能谱是反应堆的一项重要参数,为验证理论计算,常使用阈探测器活化法对中子能谱进行实际测量。为解决由于活化片数量小于能群数量而引起的解谱问题并获得较高的解谱精度,基于广义最小二乘法原理开发了解谱程序NSAGLS。使用IAEA给出的例题进行了验证,结果表明该程序能够得到正确的解谱结果。该程序可用于反应堆中子能谱的解谱,并能够考虑输入谱、核反应截面及测量活度不确定度信息对解谱结果的影响。     

反应堆中子注量率谱的谱参数法解

按照费米年龄理论,提出包含6个待定参数的数学表达式来描述反应堆堆内空间某点完整的中子注量率谱,并由此使用非线性规划可变容差法建立了新的解谱方法和相应解谱程序SNAIL。对于热中子反应堆内部的中子注量率谱,根据测量的反应率数据计算得到的整个能区中子注量率谱结果很满意,与NEUSPAC解谱程序解得的中子注量率谱符合得很好。对于中能中子场和快中子反应堆,在未使用可裂变材料探测器情况下,计算结果与文献公布的结果基本符合。     

启明星1#装置快热分界面的中子能谱实验测量与理论计算

加速器驱动的快-热包层耦合次临界装置--启明星1#内的中子能谱对于验证系统设计具有重要意义.采用多箔活化法测量了启明星1#装置内快谱区与热谱区分界面上的中子能谱,利用SAND-Ⅱ及MIST程序进行解谱.同时,采用MCNP程序,通过完全真实三维模拟加速器中子源、快-热耦合包层及反射层情况,得到理论计算谱,并作为活化法解谱的初始输入谱.将实验测量结果与理论计算结果进行比较,二者一致,从而验证了理论计算的正确性.     

反应堆堆外中子剂量测量技术试验验证

堆外中子剂量测量技术在反应堆压力容器辐照监督中有广泛的应用。本文介绍了在国内某试验堆上进行的堆外中子剂量测量技术验证试验及其结果。比较了堆外中子剂量测量所用探测片活度的理论计算值、实测值及解谱计算结果,同时分析对比了试验中各辐照位置处中子能谱的理论计算值及解谱结果。结果表明,基于测量值的解谱结果与理论计算结果符合良好。堆外中子剂量测量技术可以有效完成中子能谱测量。     

用SAND—Ⅱ迭代法和最小二乘法微机上求解中子谱

利用最小二乘法和ＳＡＮＤ－Ⅱ迭代法在微机上设计２个中子谱解谱程序，分别计算＾２＾５＾２Ｃｆ中子源通过空气及其它材料后的中子场和反应堆热柱超热中子谱，并由此计算出几个防护量。２种方法的计算结果及实验结果，相互符合较好。     

MC模拟解析快中子谱解谱方法评价

本文利用Geant4蒙特卡罗模拟并使用ROOT数据处理工具对基于Triple GEM探测器阴极耦合多层聚乙烯转化结构在不同快中子照射情况下进行了快中子解谱研究。通过模拟计算得到不同快中子源下相应的探测器响应函数,使用GRAVEL算法、极大似然(MLEM)算法和改进型极大似然(MLEM-D)方法进行了快中子解谱分析和比较,三种算法解谱的结果表明,三种解谱方法均适用于Triple GEM结构快中子探测器,且解谱结果与参考数据符合良好,采用中值降噪法改进的MLEM-D方法对多能中子能谱解谱效果最佳,谱线最为平滑。     

单球多计数器中子解谱方法和剂量评价简析

介绍了当前常用的“少道”解谱软件和解谱方法,并利用UMG解谱软件包中的MXD-FC31和GRV-FC31两种解谱软件,针对单球多计数器的测量方法,分析了^252Cf裂变中子源的中子能谱模拟解,讨论了解谱方法对注量率和剂量率的影响。     

微机上求解中子谱的实现

利用最小二乘法和ＳＡＮＤ－Ⅱ迭代法在微机上设计２个中子谱解谱程序，分别计算＾２５２Ｃｆ中子源通过空气及石墨、铝、铁、铅、混凝土、聚乙烯后的中子场和反应堆热柱超热中子谱，并由此计算出几个防护量。２种方法的计算结果及实验结果，相互符合较好。     

基于金活化片的单球谱仪研制及能谱测量

中国先进研究堆(CARR)H-8水平孔道是提供中子的实验孔道,可以提供稳定的辐射场,对于不同的中子实验,其所需的中子能谱谱形不同,准确测量中子能谱具有重要意义。为测量H-8水平孔道中子能谱,研制一种以金活化片为热中子探测器的被动式单球中子能谱仪,使用MCNP程序对10^-11～15 MeV能区的中子能量响应进行计算,并分析能量响应的合理性。在CARR堆导管大厅对单球谱仪进行测试实验,使用高纯锗探测器测量各金活化片活度,使用UGA(unfolding based on genetic algorithm)解谱程序对实验数据进行解谱计算。结果表明,导管大厅出射中子能量在10^-9～10^-6 MeV范围内,单球中子谱仪可以较为精确的给出中子能谱数据,适用于CARR堆H-8水平孔道中子能谱测量研究。     

慢化球探测器测量中子能谱

本文叙述了用慢化球探测器测量中子能谱的原理和方法。在165千电子伏—5兆电子伏的能区,实验刻度了直径为10.16和20.40厘米的两个慢化球探测器的激发曲线。用一组直径为5.08,7.64,10.16,12.72,20.40和25.00厘米的慢化球测量了反应堆热中子引起的~(235)U裂变中子能谱。用单参数法和相对偏差最小法解谱,并将结果和标准裂变中子谱作了比较。     

摇摆流动不稳定性的遗传算法优化神经网络预测

摇摆工况下自然循环系统的流动不稳定性现象对船用核动力系统的安全性有着显著影响。结合神经网络和遗传算法,对复杂不稳定性行为的预测进行了优化。采用小数据量法计算了流量时间序列的最大Lyapunov指数,得到了时间序列的最大可预测时间。应用单隐层BP神经网络对流量变化进行了多步滚动预测,在步数较少时预测结果与实验结果符合较好。但由于BP神经网络存在陷入局部最优解的问题,为此采用遗传算法对神经网络的初始阈值和权值进行优化,从而改善了BP神经网络的非线性预测性能。本文结果为流动不稳定性的实时预测提供了一种易于实际应用且准确度较高的途径。     

20keV～17MeV中子能谱测量

基于质子反冲方法，建立了一套宽能区，高效率的中子谱仪系统，分别用三支充不同气压氢和甲烷的球形正经计数管和一个有机闪烁探没器分段测量２０ｋｅＶ～１７ＭｅＶ的中子能谱，为了去除γ射线本底，对两种探测器分别采用了两种不同的脉冲形状别技术，谱仪直接测量的是中子在探测器中产生的反冲质脉冲幅度谱，通过解决矩阵方程的方法得到中子谱，解谱中所用的各个探测器的中子响应矩阵均蒙特－卡洛方法计算得到，谱仪在全能区的中子     

一种用于船用反应堆屏蔽结构优化的方法

本文研究了一种基于神经网络和遗传算法的船用反应堆屏蔽优化方法,并开发了可视化操作界面。给出船用反应堆四层屏蔽结构模型,将蒙特卡罗方法计算的归一化中子透射率与训练后的神经网络预测值进行对比,验证了神经网络方法预测的准确性。通过将神经网络预测结果作为遗传算法适应度函数的参数进行约束寻优,能够快速找到船用反应堆模型最佳的屏蔽结构参数,大幅度提高了反应堆屏蔽结构优化计算效率。