基于改进爬山法的带电粒子圆径迹重建

基于改进爬山法提出了一种带电粒子圆径迹重建算法,该算法可方便应用于时间投影室中带电粒子的径迹重建。算法首先通过空间映射将圆径迹寻迹问题转换为参数空间上的聚类问题,然后使用改进爬山法寻找参数聚类中心,该中心在参数空间中的位置即为圆径迹参数拟合值。在充分考虑探测器的探测效率、位置分辨率和噪声水平的基础上,使用蒙特卡罗方法产生模拟径迹,研究了该算法在不同情况下对模拟径迹参数的拟合精度。结果显示,该算法在不同噪声水平下均能获得到较高的径迹参数拟合精度,具有良好的鲁棒性和抗噪声干扰能力。此外,本文还介绍了该算法在多条径迹重建中的应用。     

核乳胶中质子径迹计算机辅助识别方法研究

为克服核乳胶质子径迹人工判读的缺点,研究了一种计算机辅助识别的方法。该方法中,对由显微镜系统获取的核乳胶图像序列依次经组合式滤波器滤波、多阈值二值化、径迹点筛选、径迹点去冗余处理后识别出图像序列中的径迹点,经径迹重建从获取的径迹点中重建出反冲质子径迹。利用该方法从经14.9 MeV中子束辐照的核乳胶中提取出反冲质子径迹,并将提取的径迹与人工判读方法提取的径迹进行了比较,结果基本一致。该方法将为核乳胶质子径迹自动判读系统的开发和核乳胶应用于脉冲中子束能谱测量实验奠定重要技术基础。     

BESⅢ次级顶点重建专用工具的开发

BESⅢ事例顶点重建专用工具采用Kalman滤波方法对物理事例顶点产生的径迹进行拟合,使得产生在束流管内的事例顶点的径迹参数和相关的误差矩阵得到准确的修正,从而使得次级顶点的重建结果更加正确,得到更加精确的物理结果。经过数据分析检验,该工具性能可靠。     

BESIII硅像素探测器寻迹方法的初步研究

随着BESIII漂移室运行时间的增加,其老化问题日趋严重,各种升级替换方案也在研究过程中。论文对替换方案之一的硅像素探测器(SPT)的基本结构、探测原理和初步模拟工作进行了介绍。阐述了硅像素探测器的径迹重建算法的原理、算法的设计和开发。最后使用不同动量的单粒子径迹模拟事例对算法进行调试,并对匹配效率、重建性能和探测器物质量对算法的影响进行了检验和分析。     

宇宙线缪子传统散射成像算法与模拟研究

详细推导了宇宙线缪子传统散射成像算法:径迹类重建算法中具有代表性的最近邻点算法(PoCA)以及统计类重建算法中的最大似然散射角算法(MLS)、最大似然散射角和位移算法(MLSD)和期望最大算法(EM).介绍了新发展的成像方法.进行了模拟实验,模拟研究表明统计类重建算法具有更好的成像精度.     

宇宙线μ用于反应堆燃料元件成像的尝试性模拟研究

建立了用于Monte-Carlo模拟的μ抽样模型。使用此模型,采用Geant4程序和Root软件,对核燃料元件的μ成像进行模拟研究。模拟成像结果显示,基于将多次库伦散射等效为单次散射的径迹重建方法,可实现核燃料元件的μ成像。     

BESⅢ时间起点计算软件的排除噪声方法研究

主要阐述了噪声对BESⅢ重建软件中主漂移室快重建径迹算法和事例起始时间算法的影响,以及如何排除噪声的方法.经过修改后,在噪声水平60%情况下J/(￠)→anything事例,效率可以达到99%以上,误判率在1%以下.     

严重事故堆芯μ子成像监测重建方法研究

严重事故发生时,堆芯变化对于跟踪事故进程、确定应急方案十分重要。宇宙射线μ子成像监测技术具有高穿透力、对高原子序数物质敏感等特点,已被证明适用于核材料的监测。图像重建算法是实现这一技术的关键难点之一,由于待测目标物体为高原子序数物质,通常会在其周围伴随着灰度值相近的点状噪声。本文为提高重建质量,便于严重事故期间应急人员实时监测堆芯变化,提出了在径迹重建算法的基础上使用巴特沃斯滤波技术消除点状干扰的重建方法,初步模拟实验结果表明,该方法可有效降低噪声,从而验证了该方法的有效性。     

通用CT算法研究实验平台的软件设计

使用高级语言编程研究CT重建算法有着运行效率高、速度快的优点,但开发工作繁重、效率低.提出了一个半开放式通用CT算法研究实验平台的设计,提供了投影数据获取和数据可视化及分析处理功能,并可以方便地使用C 语言编写重建程序加入实验平台,同时使用面向对象的程序设计方法大大提高了重建程序的可重用性,解决了使用高级语言编程进行算法研究工作时开发效率低的问题.还给出了一个按此设计实现的实验平台软件.     

环形正负电子对撞机径迹重建的研究

正环形正负电子对撞机(CEPC)是为深入研究Higgs粒子性质而设计的对撞机。CEPC上的基准探测器以时间投影室(TPC)作为主径迹探测器。探测器采集的数据经过重建程序重建后,供物理学家进行分析。信号重建过程包括由电子学信号向击中点信号重建,由击中点信号重建为径     

数学形态学在核径迹图像识别中的应用

固体核径迹是一种常用的放射性方法,而粘连核径迹分割是固体核径迹测量分析中的一个难点.本文采用C 语言编程实现的数学形态学算法对固体核径迹图像进行处理,并在实际中应用.结果显示数学形态学算法能有效分割粘连径迹并能够准确有效地计数.     

全自动固体核径速测量系统

本文介绍自行研制的一套全自动固体核径迹测量系统。主要介绍该系统硬件部分的组成、软件部分的组成，以及以氡径迹自动计数测量程序作为例子，说明程序各部分的功能；文中还介绍了该系统性能测试结果，将自动计数与人工计数结果作了比较，并对该系统在径迹测量的准确性、重复性和测量的速度等性能和特点进行了讨论。     

JCOGIN粒子追踪算法优化

本文分析了多种先进蒙特卡罗程序的CSG粒子追踪算法,对JCOGIN粒子追踪模块进行了优化。粒子定位算法采取了边界粒子定位和源粒子位置预估,能减少一定量的粒子定位计算;径迹求交算法采取了安全距离优化和布尔二叉树展开,其中安全距离优化可减少电子输运径迹求交次数,布尔二叉树展开能使布尔体求交算法的时间复杂度降为O（n）。应用4个典型算例测试了优化效果,结果表明,粒子定位算法优化对于一般问题具有一定的优化效果,安全距离优化显著提升了电子输运效率,布尔二叉树展开大幅提升了JMCT对于非规则复杂几何的计算速度。     

BES Ⅲ主漂移径迹重建软件MdcPatRec的设计与实现

介绍使用面向对象技术和C 语言开发的BESⅢ主漂移室径迹重建软件包MdcPatRec.它的主要任务是对主漂移室内带电径迹进行寻找,并精确地重建其动量和位置.本文将详细介绍重建软件包的设计和实现,并利用模拟数据给出重建软件的主要物理和系统性能.     

基于流域算法的重叠核径迹图像分割方法研究

为克服核径迹图像检测过程中径迹交叠造成图像分析的困难,需将实际径迹图像中交叠在一起的径迹群分离为单个径迹.为此,提出了一种基于先验知识的流域分割算法.首先,设定合理的区域面积阈值Ath,标记并剔除图像中的单个径迹区域,结果记为Ms;然后,设定有效腐蚀次数Eth,对粘连区域进行流域分割,结果记为Mc;最后,取Ms与Mc的并集作为分割最终结果.实验结果表明,该算法分割效果好,分割精度高达90%.     

基于LabVIEW的核信号数字滤波器的研制

本文介绍了基于LabVIEW的核信号数字滤波器的设计与测试。该数字滤波器实现了3种核信号的数字滤波成形方法--基于小波分析技术的高斯滤波成形、匹配滤波成形和梯形滤波成形。为验证该滤波器的性能,利用计算机产生的数字化核脉冲信号作为信号源,对各种滤波成形算法的效果进行了测试。测试结果表明,该数字滤波器的性能良好,参数调节方便,适用于对核信号进行数字滤波成形。     

多层像素芯片缪子成像装置中芯片位置校正方法研究

硅像素互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)芯片因具有微米级的位置分辨能力和极高的探测效率等特点,对于径迹精确重建具有举足轻重的作用。通过大面积拼接,能够将硅像素芯片用于μ子成像,但芯片拼接产生的机械误差,以及各层之间的相对位置误差,对μ子重建过程中的位置精度具有明显影响。本文利用μ子通过探测层时产生的观测点,建立了基于μ子径迹直线拟合模型的迭代芯片位置校正算法。通过在GEANT4程序中构建μ子成像探测原型装置,其中包含8个物理探测层,每层拼接了4块硅像素芯片,并添加芯片在x、y方向与旋转角θ三个自由度上的偏移量,模拟了真实情况下的机械误差对重建位置精度的影响。结果显示:该算法可用于芯片真实位置的高精度修正,使芯片位置修正精度小于5μm。     

密集粒子径迹的粘连分离

粒子径迹测量技术的核心问题为粘连径迹的分离。本文针对超密粒子径迹显微图像的粒子密度高、径迹粘连严重、颗粒度差异大、径迹内部灰度不均匀且存在杂质等特征,分析现有粘连分离算法存在的问题,提出了一种密集粒子径迹粘连分离方法。先对径迹显微图像进行增强,再进行扩展极大值分割,采用数学形态学及面积比例法分离图像内部粘连径迹,并对边缘处的径迹及无孔洞的单个径迹进行特殊处理。实验结果表明,算法能有效处理径迹显微图像,快速精确定位径迹轮廓,实现密集粒子径迹的粘连分离。     

BESIII MDC数据处理系统

北京谱仪III(BESIII)是北京正负电子对撞机II(BEPCII)上的一台大型通用磁谱仪,用于τ-粲物理实验研究。主漂移室(MDC)是BESIII上的主要探测器之一,用于测量带电粒子的位置,动量和粒子类型的鉴别。论文主要介绍了BESIII MDC事例重建系统,其中包括T0的计算,径迹重建和径迹拟合,数据离线刻度,dE/dx的重建和刻度等软件的原理、结构以及各软件包的主要性能。     

X射线非完整扫描情况下的缺陷检测研究

CT技术是一种先进的无损检测手段,被广泛应用于医学和工业领域.针对大型工业构件的无损检测问题,提出了一种x射线非完整扫描情况下的缺陷检测方法.在构件使用之前预先采集一套原始的非完整扫描投影数据,采用代数重建算法进行图像重建,将重建图像作为基准图像.再采集构件使用之后不同时刻的非完整扫描投影数据,将其重建图像与基准图像进...