[發明專利]一種材料鑒別方法

在審

• 申請號: 202211255758.0
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115629092A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李雨芃;湯秀章;陳欣南;高春宇;呂建友
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01N23/201
• 分類號: G01N23/201
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張凡;吳素花

本申請實施例提供一種材料鑒別方法，該鑒別方法通過先確定繆子穿過待測材料產生的散射角分布標準差與待測材料的輻射長度之間的關系；再采用離散能量繆子的散射角分布擬合得到標定后的近似連續能量的繆子散射角分布以及獲取連續能量的繆子穿過待測材料產生的散射角，并統計標準化散射角分布得到離散型分布；將離散型分布與標定后的繆子散射角分布進行耦合；計算待測材料的輻射長度；根據輻射長度，對待測材料進行鑒別。本申請實施例的材料鑒別方法從統計角度引入了繆子的離散能量信息，得到標定后的近似連續能量的繆子散射角分布，提高了材料鑒別方法的精確度的同時，簡化了鑒別方法。

技術領域

本申請涉及材料鑒別技術領域，尤其涉及一種材料鑒別方法。

背景技術

繆子是一種由宇宙射線與大氣層相互作用產生的帶電粒子，具有能量高，穿透性強，對高Z材料敏感的特點，可用于對屏蔽層內部的物體進行成像探測。目前繆子成像技術已被廣泛應用于核材料檢查、反應堆堆芯監測等多個領域。利用繆子進行材料鑒別的原理是基于繆子與待測材料發生的多重庫倫散射現象。當繆子穿過待測材料時會發生連續多次的小角度散射，其散射角在平面內的投影服從均值為0，標準差為σ_θ的高斯分布。

由于繆子與待測材料發生的多重庫倫散射作用不僅與材料種類有關，還和繆子自身能量相關。在利用繆子進行材料鑒別時，其精準度受到繆子能量的影響。實際上繆子能量是連續的并且實時測量非常困難。

相關技術中，使用繆子的平均能量代替連續繆子能量，降低了材料鑒別的精確度。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例期望提供一種可以提高鑒別精確度的材料鑒別方法。

為達到上述目的，本申請實施例提供了一種材料鑒別方法，包括：

確定繆子穿過待測材料產生的散射角分布標準差σ_θ與所述待測材料的輻射長度L_rad之間的關系；

采用離散能量繆子的散射角分布擬合得到標定后的近似連續能量的繆子散射角分布f(θ)；

獲取連續能量的繆子穿過待測材料產生的散射角，并統計標準化散射角分布得到離散型分布B；

將所述離散型分布B與標定后的所述繆子散射角分布f(θ)進行耦合；

計算所述待測材料的輻射長度；

根據所述輻射長度，對所述待測材料進行鑒別。

一種實施方式中，所述繆子穿過待測材料產生的散射角分布標準差σ_θ與所述待測材料的輻射長度L_rad之間的關系為：

式中：

β是所述繆子的速度；

p是所述繆子的動量；

L為所述待測材料的厚度。

一種實施方式中，所述采用離散能量繆子的散射角分布擬合得到標定后的近似連續能量的繆子散射角分布f(θ)的方法，包括：

選取n個特征能量點的單能繆子；

采用標定材料對各所述單能繆子的散射角分布f(θ)_i的權重系數A_i進行標定；

根據標定的權重系數A₁,...,A_n，獲取標定后的近似連續能量的所述繆子散射角分布f(θ)。

一種實施方式中，所述采用標定材料對各所述單能繆子的散射角分布f(θ)_i的權重A_i進行標定的方法，包括：