伽马射线散射法测量管道油垢厚度的初步研究

基于康普顿散射原理,利用蒙特卡罗方法模拟了伽马射线在不同油垢厚度输油管道的散射率,建立了油垢厚度与散射光子计数率的关系。结果表明伽马射线散射法用于管道油垢厚度的无损检测是可行的,其厚度响应比较灵敏。     

散射法测量管道油垢厚度的进一步研究

用Monte-Carlo方法模拟计算了有、无保温层时输油管道不同油垢厚度d的散射γ射线计数,建立了计数与油垢厚度的响应关系.结果表明,计数随d增加而增长,呈指数曲线形状;通过增大源管距t或增大源距h,可探测的最大油垢厚度dM会增加;有保温层时的dM值小于无保温层时的值.此方法能实现对输油管道油垢厚度的无损检测.     

油垢厚度检测中的入射中子束设计

在中子背散射测量技术中,由于中子的自屏蔽效应,使测量的背散射热中子计数出现非线性,并趋向于饱和,引起测量精度下降,测量范围受到限制。本工作通过简单模型,采用文献提出的技术原理,初步探讨热中子和超热中子入射比对油垢厚度检测中非线性的改善情况。由简单模型和实验测量结果比较可见,采用中子背散射测量油垢厚度时,将热中子和超热中子按一定的比例入射,有助于改善非线性效应,提高油垢厚度检测的水平。     

密闭体内中子源尺寸与位置测定及其中子场构建

通过NM2中子剂量仪测得位于方形水池中的²⁴¹ Am-Be中子源在屋顶处的剂量大小随液面高度的变化曲线,并结合MCNP模拟进行验证,从而确定中子源的尺寸与位置。在此基础上,利用MCNP模拟对本源在特定位置产生中子场的能量与注量率分布构建,从而为后续的实验提供基础。     

快中子照相的实验研究

快中子照相是一种优良的无损检测技术,它有着X射线、热中子照相等所不具有的独特优势。本文介绍了作者分别采用^241Am-Be同位素中子源和中子发生器进行的快中子照相研究,并利用自制的Gd2O2S：Tb快中子转换发光屏进行探测,成功实现照相。     

加速器中子源大厅内散射中子分布的模拟

本文针对加速器中子源可在较宽能量区间产生单能中子的特点,采用MCNP5对0.2～20 MeV的源中子在加速器中子源大厅内的散射情况进行模拟计算和分析。结果表明,直射中子通量随离源距离的增大呈平方反比衰减,散射中子通量则随离源距离的增大而几乎保持不变;大厅内的散射中子主要来自墙壁的贡献,离墙壁越近散射率越高。能量为0.4 MeV和1 MeV的源中子散射率最高,10 MeV和15 MeV的源中子散射率最低。用中子的宏观散射截面可较好解释散射率模拟结果,中子的弹性散射截面远大于非弹性散射截面,因此弹性散射起主导作用。中子能量大于1 MeV后,散射截面随中子能量增加而减小直至进入一段坪区,散射率也随之降低并进入坪区。结合待测位置处直射、散射中子通量和不同能量的散射中子份额的计算,能解释能量较高的源中子散射率较低的现象。通过在墙壁表面附上一层中子慢化吸收材料的方法可有效减弱中子散射,如5 cm的含硼聚乙烯（10%B4C）可降低散射率约40%。     

土层对γ散射法测量油垢厚度影响的初步研究

利用由^60Co源、NaI（Tl）探测器和微机多道谱仪等组成的实验装置,测量了油垢厚度的散射光子计数。同时应用蒙特卡罗模拟针对不同的土层厚度及土层中含水量检测油垢厚度的散射光子数。结果显示,随着土层厚度的增加,油垢厚度的探测灵敏度呈减小趋势,通过初步模拟发现,土层中含水量对检测油垢厚度的影响有一定的规律。     

管内原油对油垢厚度测量影响的初步实验研究

为改进应用γ射线散射法在原油输运过程中的结垢厚度检测方法,建立一系列模拟实验来研究原油对检测油垢厚度的影响,实验中以石蜡模拟原油。结果表明,在原油厚度小于输油管道内径的三分之一时,随着油垢厚度的改变,散射光子数变化明显,灵敏度较高。在此情况下,用γ射线散射法测量油垢厚度是一可行途径。     

管内石油对油垢厚度测量的影响

为改进石油输送过程中的油垢厚度检测方法，本工作借助实验和MCNP程序研究射线散射法测量输油管道中油垢厚度。计算结果表明，半油情况下对油垢厚度的测量与无油情况下的偏离不超过4.19%。在此情况下，用γ射线散射法测量油垢厚度是一可行途径。     

管壁腐蚀对γ散射法检测油垢厚度的影响初探

利用MCNP程序模拟研究了管壁腐蚀对γ散射法检测油垢厚度的影响。模拟结果表明缺陷的散射光子的响应要高于油垢对散射光子的响应,管壁腐蚀程度对测垢的影响是有规律的。60Co和137Cs放射源均可以用于对管壁腐蚀厚度的监测,结果显示在缺陷的监测方面,60Co放射源要优于137Cs放射源,在油垢厚度的监测方面137Cs放射源要优于60Co放射源。     

保温层对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究了保温层厚度在0～72mm时对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子束发射器、中子探测器和BH1224型微机多道谱仪组成。实验结果表明：在油垢厚度较小时,随着保温层厚度的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,但对透射法的影响比散射法小;透射法中子计数适合于半对数进行线性拟合,R²的平均值为0.9958;散射法中子计数适合于二次多项式拟合,R²的平均值为0.9979。     

γ透射法测管道油垢厚度响应的宽束影响

对利用γ射线透射幅度谱测管道油垢厚度响应的宽束影响进行了研究。模拟实验装置由137Cs γ射线的准直束、NaI(TI)探测器和BH1224多道谱仪组成。实验结果表明:响应与油垢厚度呈线性关系。利用光电峰区测垢,标定直线的斜率为负值;利用康普顿峰区测垢受宽束的影响,其标定直线的斜率为正值,但随管道直径增大斜率迅速减小。利用全谱测垢,对于细管道斜率为正值,对于粗管道则为负值。实测的修正因子β与1的偏差均<2％。     

快中子透射法测管道油垢的初步研究

利用快中子透射法检测管道油垢，其实验装置由Am-Be中子源、ZnS探测器和BH1224多道谱仪组成。用石蜡仿油垢，铁板仿管壁。实验结果表明，透射率倒数的对数与标定石蜡厚度间具有很好的线性相关性，相关系数为0.999 6，在本实验装置和条件下，测厚准确度为0.6 mm.     

~(241)Am-Be源在煤中所形成中子场的参数拟合

研究了7种煤中主要元素对241Am-Be中子源在煤中形成中子场的影响,给出了描述中子场中快中子和热中子数量变化曲线的经验公式和拟合参数。     

快中子散射法检测输油管道油垢的进一步研究

利用由中子束发射器、中子探测器和BH1224型微机多道谱仪组成实验装置,研究了采用同一轴线法检测油垢(聚乙烯模拟)厚度时不同散射角对散射中子计数的响应关系,另外利用MCNP/4C程序模拟了采用同一横截面法中不同散射角时中子计数与油垢厚度响应关系.结果显示,采用同一横截面法检测油垢厚度优于同一轴线法,大散射角优于小散射角...     

管道口径对快中子检测油垢厚度响应的影响

利用快中子透射法和散射法研究管道口径在62.0mm~126.5mm范围内对测量输油管道油垢厚度响应的影响。实验装置由中子源、中子探测器和微机多道谱仪组成。结果表明:在透射法中,随着管道口径的增加,检测输油管道油垢的灵敏度减小,线性相关系数的平均值为0.993 0,测量精度平均为0.698 4mm。在散射法中,应用指数拟合的结果较好,将数据线性处理,取线性区间,结果显示,随着管道口径增加,线性区间在增大,线性相关系数的平均值为0.958 3,平均测量精度为0.625 7mm。实验结果对进一步开展快中子检测输油管道油垢厚度的研究有一定的指导作用。     

小角度入射法测油垢厚度的实验与模拟分析

用铁板模拟管壁,进行实际油垢的小角度散射测厚实验,并用MCNP程序在与实际实验相同的几何条件下进行模拟运算,来观察在不同的小角度散射情况下,散射计数与油垢厚度之间的关系。结果表明:实验与模拟结果符合良好,特别是在45°入射情况下,实验和模拟结果中的R2基本上大于0.99,表明45°入射角对于垢厚和散射光子数之间的线性关系是个较好的选择。小角度法测垢是可行的。     

脉冲堆中子源元件技术设计

本文利用笔者导出的计算公式,对脉冲堆中子源元件进行了计算校核.最终得出脉冲堆中子源元件可以随堆运行的结论,并进行了必要的讨论。