中子照相系统整体空间分辨率计算与分析

本文综合考虑几何不锐度和探测系统固有不锐度的影响,把准直比、样品与转换屏间距离、转换屏和CCD(CMOS)相机分辨率等关键参数引入到系统脉冲响应函数,推导出更准确和全面的中子照相系统整体空间分辨率计算公式,探讨了公式中各参数与分辨的定量关系和影响规律。利用该公式对中国先进研究堆实时中子成像探测系统在不同准直比条件下的整体空间分辨率进行了计算与分析,讨论了如何优化调整各影响因素以提高中子照相装置的整体测试性能。为中子照相装置的优化设计以及确定特定样品的测试方案,提供了重要的理论依据。     

西安脉冲堆中子照相系统性能测试及应用

介绍了西安脉冲堆中子照相系统的组成以及对该系统进行性能测试的方法与结果。结果表明，所用BAS－ND中子屏的固有不锐度为0.15mm；在稳态堆芯及脉冲堆芯布置中，中子照相孔道射线束中的有效热中子含量偏低，而有效γ射线含量偏高；在孔道中采用铅来过滤射线束能明显降低有效γ射线含量。     

基于BM3D frames和方差稳定化变换的中子图像复原方法

中子照相是无损检测中应用较为广泛的一种技术。然而中子成像系统诸多不可避免的物理因素会导致所得中子图像严重降质,如噪声污染和空间模糊等。针对此问题,本文提出了一种将BM3D frames和方差稳定化变换相结合的中子图像复原方法。此方法首先对图像中的泊松高斯噪声进行变换,变换后数据成为符合高斯分布的噪声,然后用BM3D frames滤除变换后的高斯噪声,最后对去噪结果进行逆变换即得复原图像。该方法对强泊松高斯噪声有很强的抑制作用,且可很好地保留降质中子图像中的细节。实验结果表明,该方法在客观数据和视觉感受上均表现出稳健高质的复原性能。     

射线半影编码孔点扩散函数锐度展宽模拟评估

阐述了射线半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽与一般系统点扩散函数半高宽的区别与联系,确立了半影编码成像系统锐度展宽概念,建立了半影编码孔成像系统蒙特卡罗模型。计算获得了0.662、1.25、2.45、5.0、10.0、14.06MeV等一系列能量点的γ射线与中子在半影编码成像系统点扩散函数,并按照定义算出γ射线与中子各能量系统点扩散函数的锐度展宽;得到γ射线和中子能量与半影编码成像系统锐度展宽函数关系,分析了半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽的原因,为今后编码孔设计的改进提供理论依据。     

中子照相∑定量测量方法

本文描述了一种利用中子照相进行定量分析的方法,介绍了该方法的基本原理,并应用粒子输运程序MCNP模拟分析样品内部散射中子随样品与探测器之间距离变化对中子成像的影响.为削弱散射中子对中子透射成像图像信息的影响,对穿透样品的厚度进行了定量分析.     

基于调制核回归和正则化Richardson-Lucy算法的中子图像复原方法

由于中子成像系统中的诸多物理因素影响,使其得到的中子图像通常会发生严重的图像降质。本文将调制核回归(SK)引入到TV-RL算法中,提出了一种中子图像去模糊去噪方法 SK-TV-RL,即基于SK的TV-RL算法。该方法能解决以往算法噪声放大的问题,并能复原降质图像中的细节信息。对比实验结果表明,无论基于客观评价还是主观评价,该方法都能有效地提高图像复原质量。     

定量中子数字成像系统的散射校正迭代算法研究

针对中子散射将直接影响在进行无损检测某种成分时的定量分析,研究分析了中子散射对定量中子数字成像系统图像降质原理,采用点扩展函数的叠加表征成像系统中子散射对图像降质的过程,并在构建中子成像点扩展函数模型的基础上,提出了对中子图像进行散射校正的空域迭代算法。研究结果表明,对于成分相同但几何形状不同的H2O样品,在样品到探测器之间距离不同情况下所得到的中子数字图像,在利用该算法进行散射校正后,影响成像质量的散射成分能较好得到抑制,所恢复出的样品厚度趋近于实际厚度。     

基于可移动紧凑加速器D-T中子源的热中子层析实验研究

中子照相是十分重要的无损检测方法之一，尤其是针对含氢材料、同位素等的无损检测，中子照相技术具有其他射线成像不可比拟的优势。中国工程物理研究院核物理与化学研究所基于紧凑型D-T中子源，研发了可移动中子成像检测仪，成功实现了热中子照相和快中子照相实验检测。为确定基于该装置开展热中子层析检测的可行性，本文进行了数值模拟计算，利用该仪器开展了针对轻重材料模拟件的热中子层析成像实验，利用采集的181幅投影图像，在图像信噪较低和采集幅数较少条件下，成功重建了铝和聚乙烯材料包裹下的0.2 mm直径的钆丝。     

固态反应堆次临界系统中子照相处的n—γ测量

中子照相时，中子照相处的ｎ－γ比是控制成像对比度的１个重要因子，在中子源激励的固态反应堆的次临界系统上对ｎ－γ比进行了实验研究，中子通量密度采用固体核径迹探测器测量，γ辐射剂量率用热释光器测定，测得的ｎ－γ比与用其它中子照相装置的结果进行了比较，结果在数量级上是一致的。     

中子照相图像分辨率计算方法

中子照相技术属无损检测技术中的一种,通过中子透射成像获取物体内部的结构、缺陷等信息,已广泛应用于基础研究和工业应用。中子照相图像的分辨率是评价中子照相设备性能好坏最重要的参数之一。描述和计算分辨率的方法主要有点分布函数、线分布函数、刀口分布函数以及调制解调函数等。本文从基本原理出发,详细说明了各函数的物理概念和数学推导,并对各计算方法的优缺点进行了分析比较。     

SPRR-300反应堆在线中子照相技术初步研究

简要描述了在线中子照相技术的特点,较详细阐述了SPRR－300反应堆在线中子照相中中子束的获取、转换屏的选择、微光成像系统和图像采集与处理系统的构成,并对在线中子照相实验结果进行了分析。     

SPRR-300反应堆中子照相装置准直系统的研制

准直器是中子照相装置的关键组件之一．利用石墨为慢化剂．铋为γ过滤器。采用光阑直径、准直器长度、石墨塞长度可调以实现准直比和镉比的大幅度调节．钢结构水箱快门完成了SPRR—300准直系统设计。实验结果显示设计是合理的．成像质量达ASTM-86达二级以上．能满足不同成像技术和不同样品的中子照相需求。     

冷中子差分成像模拟研究

冷中子照相利用穿透样品的中子和荧光屏~6Li反应产生的α带电粒子与荧光材料发光,从而在探测器上记录光强度的分布.本文简单介绍了冷中子照相的特点,给出了铍与钛金属宏观总截面随能量的变化,设计特定的样品采用MCNP模拟不同能量下的中子图像,中子图像显现Bragg吸收限上下两幅图像的对比度差异,采用差分成像对两幅中子图像进行处理,凸现了冷中子照相的优点.     

基于小型加速器中子源的快中子层析实验研究

利用快中子穿透能力强的特点实现层析成像,对于大尺寸的无损检测具有重要意义。但快中子探测效率低,非期望信号引起图像噪声大,原始投影图像信噪比相对较低,实现快中子层析成像难度较大。本文利用中国工程物理研究院核物理与化学研究所研制的小型中子成像检测仪,获取了轻重材料混杂件不同角度下的快中子成像投影图像,通过对投影图像进行预处理提高图像信噪比,并采用迭代重建算法对投影图像进行重建,成功获取了模拟样件的三维结构分布,具备了内部轻材料孔洞缺陷的检出能力,表明采用小型加速器中子源可以实现快中子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)成像。     

冷中子荧光屏光输出图像仿真计算

冷中子照相是一种新型的中子照相技术,国内对冷中子照相技术的研究尚处于起步阶段。冷中子荧光屏是冷中子照相的关键组件,对冷中子荧光屏的仿真方法进行了研究,分析了冷中子与荧光屏的作用机制,建立了仿真计算模型,得到了荧光屏的点扩散函数(PSF),最终实现了设定样品下荧光屏输出光强分布图像的仿真计算。     

基于中子IP板的核燃料元件间接中子CT实验方法研究

中子照相作为一种无损检测技术是分析和确定核燃料元件缺陷的重要手段。中国原子能科学研究院中子照相团队依托中国先进研究堆（CARR）中子照相测试平台,搭建了核燃料元件间接中子CT装置,并开展核燃料元件模拟件的间接三维中子成像技术研究。本文首先采用蒙特卡罗模拟方法优化确定了样品环境转移屏蔽容器的关键参数并研制出屏蔽容器,并基于该装置开展了核燃料元件模拟件的间接中子CT照相实验,从获得的三维实验数据可观测到尺寸约0.35 mm模拟芯块缺陷。实验结果表明,该装置可满足核燃料元件的间接中子CT实验检测。同时初步研究了基于IP板的间接中子成像数据处理的制约因素和方法,为后续进一步利用金属转换屏替代中子IP板等技术,真正实现乏燃料元件无损检测应用提供实验指导。     

D-T中子源快中子照相准直屏蔽系统设计

减少散射中子对成像质量的影响是快中子照相的关键技术之一。本文采用MCNP程序完成了D-T中子源快中子照相准直屏蔽系统的设计,该设计具有很好的中子散射屏蔽效果,能够将实验室墙壁的散射中子数量降低一个量级,大大减少了成像的对比度失真;同时,能够增加约20%的中子源强,提高了成像速度。     

基于CCD的中子数字照相系统成像速度分析

成像速度是中子CCD数字照相系统的主要性能参数。根据中子数字照相的原理、光学成像的基本关系式和CCD的特性,提出了一种基于CCD的中子数字照相系统的成像速度理论推算方法,对SPRR-300中子数字照相系统成像速度进行了计算,并与实验结果相比较证明:理论计算与实验基本吻合,计算方法可信。     

基于结构特征对齐的γ辐射环境场景图像配准方法

针对γ辐射环境场景图像中位置、形状、颜色多样的斑块噪声在图像配准过程中比场景信息更加显著，严重干扰场景信息的特征表达，导致场景图像难以实现准确图像对齐的问题，本文提出一种联合去噪策略与结构特征对齐的γ辐射环境场景图像配准方法，该方法从降低噪声干扰和改善场景信息的特征表达两个方面提升配准精度。首先，针对γ辐射环境场景图像中斑块噪声多样性的问题，通过金字塔滑动取样策略将γ辐射环境场景图像下采样为无损子图像集，使斑块噪声被拆分为子图像中的孤立点噪声，并利用中值滤波方法对此类噪声进行去除。其次，针对场景信息特征显著性不足的问题，采用Sobel边缘特征提取方法获取场景信息的稳定结构特征，实现对斑块噪声边缘弱纹理的抑制及场景信息特征表达的提升。最后，利用傅里叶-梅林变换方法进行结构特征的准确对齐，实现γ辐射环境场景图像的准确配准。在⁶⁰Co γ辐射环境采集的图像上进行了大量对比实验，待配准图像的尺度量解析误差小于0.01,旋转量解析误差小于0.4°,平移量解析误差小于±0.6像素，实验结果表明了本文方法的有效性。     

压水堆乏燃料元件间接中子CT成像装置

正压水堆乏燃料元件有强放射性,常规的无损检测技术无法获取检测成像。利用间接成像方法,中子照相可实现对乏燃料元件的无损检测。传统的压水堆乏燃料元件中子照相间接检测技术可获取压水堆乏燃料元件的二维无损检测成像。若要获取三维检测信息,需CT重建技术。而现在的中子CT技术是依赖于中子转换屏和CCD相机的中子照相直接成像方法,乏燃料元件本身的放射性会在CCD相机上成像,无法实现具有放射性的乏燃料元件的CT检测。本工作研制了压水堆乏燃料元件间接中子CT成像装置,利用此装置可通过自动操作获得连