[發明專利]一種基于s域線性方程組消除SPND延遲的方法及系統

在審

• 申請號: 202210116498.2
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114491392A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張清民;劉時語;邵壯
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/13
• 分類號: G06F17/13;G06F17/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 白文佳

1.一種基于s域線性方程組消除SPND延遲的方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取SPND中間核素核子密度關于中子通量密度的微分方程，獲取探測電流關于各中間核素核子密度及中子通量密度的表達式；將中間核素核子密度關于中子通量密度的微分方程進行Laplace變換，得到中間核素關于中子通量密度傳遞函數的s域線性方程組；

對中間核素關于中子通量密度傳遞函數的s域線性方程組進行變換，獲取傳遞函數s域線性方程組解的表達式；根據傳遞函數s域線性方程組解的表達式的因式分解結果和通量密度獲取中間核素核子密度在s域下的表達式；對中間核素核子密度在s域下的表達式進行離散化處理，獲取中間核素的核子密度離散化結果；根據中間核素的核子密度離散化結果和中間核素的核子密度離散化結果的變換，得到中間核素的時域遞推延遲表達式；

根據探測電流關于各中間核素核子密度及中子通量密度的表達式獲取通量密度的遞推補償迭代式，根據中間核素的時域遞推延遲表達式和通量密度的遞推補償迭代式，獲取通量密度實現延遲補償。

2.根據權利要求1所述的基于s域線性方程組消除SPND延遲的方法，其特征在于，根據SPND材料在中子場中反應機制原理圖中涉及的所有核素的生成及衰變關系，獲取SPND中間核素核子密度關于中子通量密度的微分方程，獲取探測電流與各中間核素核子密度及中子通量密度的表達式；

所述SPND中間核素指的是由SPND發射極核素俘獲中子后生成的不穩定核素，以及由生成的不穩定核素繼續衰變或退激后生成的不穩定核素。

3.根據權利要求1所述的基于s域線性方程組消除SPND延遲的方法，其特征在于，中間核素核子密度N(t)關于中子通量密度φ(t)的微分方程如公式(1)所示，探測電流I(t)關于各中間核素核子密度及中子通量密度φ(t)的表達式如公式(2)所示：

其中，i表示第i個中間核素，取值為1到m；j表示第j個中間核素，取值為1到m；m表示共有m個中間核素；β_ji表示第i個中間核素與第j個中間核素的衰變關系系數，若j為i的母核，則β_ji為1，表示核素j衰變到核素i的衰變常數為λ_j；若j與i相同，則β_ji為-1，表示核素i衰變到其他核素的衰變常數為λ_i；若j與i不同且核素j不為核素i的母核，則β_ji為0；核素編號時，先從上游核素開始依照衰變鏈順序編號，這樣保證當ji時，一定有β_ji＝0；t表示時間；∑_i為在SPND內反應生成第i個中間核素的宏觀截面；f_i為SPND內產生第i個中間核素時產生瞬時電流的效率；j_i為自給能中子探測器SPND內的第i個中間核素退激或衰變時的電流產生效率；λ_i為第i個中間核素的衰變常數；λ_j為第j個中間核素的衰變常數；N_i(t)為第i個中間核素單位體積內核素核子密度，且中間核素的順序為母核序號小于子核序號；N_j(t)為第j個中間核素單位體積內核素核子密度，且中間核素的順序為母核序號小于子核序號；φ(t)為t時刻中子通量密度；I(t)為t時刻探測器輸出的探測電流。

4.根據權利要求3所述的基于s域線性方程組消除SPND延遲的方法，其特征在于，在零初始條件下將中間核素核子密度N(t)關于中子通量密度φ(t)的微分方程進行拉普拉斯變換，得到中間核素在復頻域的表達式如公式(3)所示：

將中間核素在復頻域的表達式兩邊同時除以中子通量密度φ(s)，得到中間核素關于中子通量密度傳遞函數的s域線性方程組如公式(4)所示：