分类： 核科学技术 >> 核探测技术与核电子学 提交时间： 2024-05-18
摘要： 由于传统中子和密度测量仪器的独立性，为提高地层信息的安全性和效率，针对已有中子和密度仪器进行一体化设计，以合并中子密度部分，并详细分析一体化设计中的伽马影响因素。为了深入研究中子和伽马源之间的距离对探测器测量的影响，利用蒙特卡罗模拟，分析不同中子和伽马源距离下的探测器计数和能谱，并在不同岩性和密度情况下验证其正确性。研究结果表明，保持真实仪器源距、中子源强等参数不变，在中子和伽马源相距410mm的情况下，中子辐射场对密度测量结果没有显著影响，反演密度误差均小于0.015g/cm3。由于同类放射源可能具有不同源强，会对仪器准确的测量产生影响，在进行一体化设计时对中子放射源源强影响进行了评估，推导出中子源源强与两源之间的最佳距离的数值模型，可以对现场仪器测试进行快速性能评估，并对一体化设计进行理论的指导。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2023-05-31
摘要： Bonner多球谱仪(BBS)求解中子能谱是一个复杂的多维模型，需要使用复杂的优化算法求解第一类Fredholm积分方程。针对极大似然期望最大化(MLEM)算法容易陷入局部最优，粒子群优化(PSO)算法易得到粒子飞行方向和步长不合理，导致迭代无效，影响效率和精度的问题，提出了一种改进的PSO-MLEM算法用于中子能谱展开。利用动态加速因子平衡全局和局部搜索能力，提高算法的收敛速度和精度。首先，采用蒙特卡罗方法对BBS进行模拟，得到BBS的响应函数和计数率。模拟计数率时，采用了国际原子能机构403号技术报告中的4个参考光谱作为蒙特卡罗方法的输入参数。采用PSO-MLEM算法对中子能谱展开，通过展开能谱与参考能谱的差异进行验证。最后，利用BBS对252Cf中子源进行测量，并采用PSO-MLEM算法展开实验中子谱。与最大熵反卷积(MAXED)、PSO和MLEM算法相比，PSO-MLEM算法参数更少，并自动调整动态加速因子以解决局部最优问题。PSO-MLEM算法的收敛速度分别是MLEM和PSO算法的1.4倍和3.1倍。与PSO、MLEM和MAXED算法相比，PSO-MLEM算法的相关系数分别提高了33.1%、33.5%和1.9%，相对平均误差分别降低了98.2%、97.8%和67.4%。
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