反应堆宇宙线缪子成像模拟研究

摘要

宇宙线缪子成像可对第二代反应堆压水堆(PWR)堆芯进行成像,即使在极端情况下,常规方法无法监测时,仍可探知堆芯状态,了解堆芯情况.本文基于PWR主要结构参数建立模拟模型,通过Geant4程序进行模拟研究,对反应堆堆芯进行三维图像重建,通过在极端情况下,有无堆芯高Z结构材料的图像对比,对反应堆宇宙线缪子成像进行可行性分析,并基于重建图像分辨率,就此方法的灵敏度进行分析.研究结果表明,宇宙线缪子可对堆芯高Z结构材料成像,结构材料轮廓清晰,利用大角度宇宙线缪子对PWR堆芯进行成像、对堆芯状态进行监控的方法可行.若要实现这种方法,并达到103cm3的分辨率,使用多个8m×8m的大面积位置灵敏探测器,在3个月内可以实现,若要达到403cm3的分辨率,1个月内便可实现.