[發明專利]體素衰減效率加權平均的SGS斷層效率刻度方法

有效

• 申請號: 201811043829.4
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110887853B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 鄭洪龍;庹先國;石睿;李懷良;李志剛;何艾靜;母襄樊;王葉藺;劉威
• 申請（專利權）人: 四川理工學院;西南科技大學
• 主分類號: G01N23/044
• 分類號: G01N23/044
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 李玉興

1.體素衰減效率加權平均的SGS斷層效率刻度方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立探測器系統點源空間效率函數；

選取發射γ射線能量E范圍較寬的標準實驗點源，將點源置于系統探測區域空間，對該區域中多個等間距散點位置(x，y，z)的探測效率進行實驗測量；將獲得的在不同空間位置處、不同能量γ射線的探測效率，采用點源空間效率函數模型進行多元非線性回歸擬合，函數模型如下：

式中，ε(x,y,z,E,a_i)為點源空間效率，(x,y,z)為點源在空間直角坐標系下的坐標位置，E為點源發射γ射線的能量，a_i(i＝1,2,…,9)為參數；

2)計算體素γ射線層間衰減長度；

將核廢物桶縱向等距劃分為N層，每一斷層被均勻劃分為K個體素；當探測器在第i層位置，第j個斷層中的第k個體素發射的γ射線進入探測器，在各斷層的衰減距離為T_kj；

第j個斷層中的第k個體素投影到第i個斷層上，投影點到探測器端面中心的長度為L₁，第i個斷層中心到探測器端面中心的長度為L₂，L₁與L₂的夾角為θ，L₁被分為桶外部分L₃和桶內部分L₄(即L₁＝L₃+L₄)，桶半徑為R，體素點到探測器端面中心的長度為L₅，L₅與L₁的夾角為該體素點被桶內介質衰減的總長度為L₆；體素點位置坐標為(x,y,z)，當前層中心位置坐標為(0,y₀,0),探測器端面中心坐標為(0,y_H,0)；

由第k個體素中心點發射的γ光子進入探測器過程中在桶內的總衰減長度L₆計算如下：

L₂＝y₀-y_H

由三角關系式：得：

L₄＝L₁-L₃

根據所得夾角和介質總衰減長度L₆，確定第k個體素發射的γ射線具體被衰減的斷層位置；設每個斷層高度為h，當ji時，從第k個體素所在的第j個斷層開始，衰減長度依次為：

直至γ射線穿出核廢物桶時，經過第j′斷層的衰減長度為：

當ji時，從第k個體素所在的第j個斷層開始，衰減長度依次為：

直至γ射線穿出核廢物桶時，經過第j′斷層的衰減長度為：

3)計算γ射線衰減系數；

通過外置透射源發射的多能量E的γ射線對核廢物桶每一斷層進行透射，獲取每一斷層介質的γ射線衰減系數，第j層樣品介質的線衰減系數：

式中，I₀(E)為能量為E的入射γ射線強度，I_j(E)為穿透斷層后的γ射線強度，μ_j(E)為廢物桶第j層介質的γ射線衰減系數，d為核廢物桶直徑；根據計算所得不同能量E的線衰減系數μ_j(E)，建立μ_j(E)與γ射線能量E的關系式：μ_j(E)＝f(E)；

4)衰減效率刻度；

采用步驟1)點源空間效率函數計算每個體素中心點無衰減效率ε_ijk(E)＝ε(x,y,z,E)；通過對斷層中K個體素的衰減效率進行加權平均，實現斷層的衰減效率計算，探測器在i層位置對第j層樣品的探測效率：

式中，ε_ijk(E)為探測器在i層位置對第j層樣品中的第k個體素中心的無衰減探測效率，μ_j(E)為第j層樣品的線衰減系數，T_kj為第k個體素中心點發射的γ光子進入探測器過程中在各個樣品層的衰減長度。