[發(fā)明專利]一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法

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• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111290039A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 肖灑;何偉波;帥茂兵;陳穎;黨曉軍;石人剛
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: G01V5/00
• 分類號: G01V5/00;G06F17/10
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 鐘顯毅

1.一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、將目標物體放置于圓柱體容器內；

步驟S2、將圓柱體容器以傾斜方式放置，利用宇宙射線μ子對圓柱體容器進行探詢，獲取散射數據；

步驟S3、以傾斜后的圓柱體容器底面中心為原點，以圓柱體軸向為Z軸方向，X軸方向為垂直于Z軸的平面內任意方向，建立三維笛卡爾坐標系；

步驟S4、將圓柱體容器等間距劃分為N個圓盤層，并從底部往上將各個圓盤層從1～N依次編號；

步驟S5、獲取各個μ子的入射和出射徑跡，將徑跡變換到步驟S3建立的坐標系內，并根據徑跡特征對μ子進行統計和分類選擇；

步驟S6、通過對分類后的μ子徑跡分別進行反演，獲取容器上下兩部分結構圖像，并對圖像進行整合，獲取總體結構組成信息。

2.根據權利要求1所述的一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，所述步驟S1中的目標物體和圓柱體容器均為任意尺寸。

3.根據權利要求1所述的一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，所述步驟S5中的對μ子分類為分成：第一類，μ子從圓柱體容器上頂面入射，從圓柱體容器側面第i層圓盤層出射；第二類，μ子從圓柱體容器側面第i層圓盤層入射，從圓柱體容器底面出射。

4.根據權利要求3所述的一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，所述第一類出射層為第i層的μ子通過如下公式計算其在第j個圓盤層中穿過的路徑長度P_ij：

式中，i為μ子出射的圓盤層的編號，j為任一圓盤層編號，P_ij為μ子在第j層中穿過的路徑長度，H為圓柱體容器的高，N為圓柱體容器的總層數，cos(α’_i)為μ子入射方向與鉛垂線形成的夾角α’_i的余弦函數值。

5.根據權利要求3所述的一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，所述第二類入射層為第i層的μ子通過如下公式計算其在第j個圓盤層中穿過的路徑長度P_ij：

式中，i為μ子入射的圓盤層的編號，j為任一圓盤層編號，P_ij為μ子在第j層中穿過的路徑長度，H為圓柱體容器的高，N為圓柱體容器的總層數，cos(α’_i)為μ子入射方向與鉛垂線形成的夾角α’_i的余弦函數值。

6.根據權利要求4或5所述的一種用于圓柱體容器內重核材料探測的方法，其特征在于，所述步驟S6是通過對μ子徑跡進行反演，獲取μ子的輻射長度權重路徑長度L_i，進而獲取圓柱體容器內目標物體的輻射長度權重體密度具體通過如下公式獲得：

式中，L_i為出射或入射層編號為i的所有μ子的輻射長度權重路徑長度，P_ij為μ子在第j層中穿過的路徑長度，ρ_j是第j層材料的體密度，X_j是第j層材料的輻射長度，是第j層材料的輻射長度權重體密度。