中子照相

摘要： 介绍了中子照相图像质量的评价方法,采用像质指示器对特定反应堆中子照相系统的图像质量进行评价分级。结果表明:热中子束流中的γ射线增加了胶片本底噪声,降低了图像质量;无论采用热中子还是冷中子源,胶片的图像质量评价等级均高于数字图像的,且单面胶片的图像质量等级最优;像质指示器宜与被检测物体一起成像,有利于了解中子照相系统的水平及判别成像质量是否满足被检测物体的验收要求。

摘要： 空心涡轮叶片是航空发动机最重要的热端部件之一,叶片内腔若存在残余型芯将严重影响冷却效果,导致叶片过热而提前失效,对发动机造成致命损伤.常用无损检测方法由于检测范围无法覆盖完整叶片或检测灵敏度不足等原因,无法有效检出叶片内腔残芯.中子照相检测与X射线照相检测原理类似,但衰减特性迥异,使其检测叶片残余型芯成为可能.国外叶片制造企业自1970年代就开始采用中子照相技术检测叶片残芯,并建立企业标准;我国相关研究工作不足10 a,虽然目前已在某些发动机叶片上开展试验性应用,但缺少检测标准和中子源资源不足等问题亟待解决.

摘要： 航空发动机空心涡轮叶片的铸造成形过程中的每个步骤都需要极其严格的质量控制,残芯评价也是必不可少的环节.基于浸泡法深入研究空心涡轮叶片中残芯的结构特征及其中子检测能力.结果表明:冷中子照相可以清晰分辨0.2 mm厚、经Gd元素标记的残芯,这种高灵敏度检测特性取决于残芯所吸收Gd元素的含量,与残芯的疏松多孔性、浸泡溶液的可达性及内腔的复杂性密切相关;单面胶片的图像质量最优,有利于残芯定量评价的准确性;浸泡法存在一定的可靠性问题,但适用于脱芯后疏松残芯的中子照相.

摘要： 中子能量选择成像作为一种前沿中子成像技术,可实现传统白光中子照相技术无法实现的功能,如研究工程材料中的晶粒分布、应变/应力分布、织构测量和相变分析等.本文依托中国先进研究堆(CARR)上的中子成像测试平台,在国内首次研制了石墨双晶单色器,建立能量选择中子成像技术.飞行时间实验测试结果表明,该双晶石墨单色器在选择4×10-10 m的中子时波长分辨率可达2.6％,优于3.0％ 的设计指标.虽然在冷源未开启的实验条件下该石墨双晶单色器产生了较多的次级中子,但基于现有条件开展的镍基高温合金的中子能量选择成像实验能清楚分辨特定取向微晶粒的形貌及分布.结果表明研制的石墨双晶单色器可在CARR上开展能量选择成像实验,随着未来CARR冷源的开启,次级中子数量降低,中子束流品质进一步提高,将开展高质量的中子能量选择成像实验.

摘要： CCD相机是中子照相装置中常用的成像设备.在照相过程中CCD易受中子和γ辐射影响产生瞬态噪声,影响图像的成像分辨率,有必要系统研究CCD相机屏蔽设计需求.本文通过调制传递函数(M T F)的理论推导并利用不同同位素放射源对CCD相机进行辐照实验,分别得到了典型CCD相机的瞬态噪声与图像分辨率和辐射剂量的函数关系,进而求出高分辨率条件下CCD相机的辐照剂量上限.研究结果显示,对于10 lp/mm成像分辨率,需控制瞬态噪声数量占比σ≤8％;满足该指标的CCD单次成像Am-Be中子、137Cs和60Coγ剂量限值分别为3.22×10-5、2.64×10-3、4.44×10-3 Gy,对中子剂量限值低于γ剂量限值、高能γ剂量限值低于低能γ剂量限值的原因也进行了解释.

摘要： 由于成像机理和中子源的限制,中子照相成像图像易出现对比度不足的缺陷,利用对比度增强算法改善图像质量成为解决问题的常用方法.新提出的自适应对比度增强算法利用粒子群优化算法对中子图像全局像素进行迭代分析,确定自适应处理过程中的关键增益因子系数,可实现图像对比度自动寻优增强.利用该算法对多幅中子图像进行处理并与传统优化算法处理结果进行对比分析.结果显示:新算法对于不同中子照相的图像均具有明显的对比度增强效果,且该算法优化图像的信息熵、灰度平均梯度和对比度等参数相比传统优化算法均有提高,具备推广应用价值.

摘要： The effective cross section scale curve method is proposed for the correction of energy spectrum in neutron photogrammetry analysis. The method is simple and feasible. By using this method,the effect of neutron spectrum on the neutron image of Monte Carlo is improved,and good results are obtained.%提出了有效截面刻度曲线法用于中子照相定量分析中能谱影响校正,该方法操作简单、可行性强.利用该方法对蒙特卡罗计算所得中子图像进行分析及中子能谱影响校正,取得了较好的效果.

摘要： 设计了一种多路准直器用于消除中子照相中的散射中子,利用MCNP5对准直器的中子吸收材料、长度进行了优化设计,利用该准直器对不同厚度的水层样品在不同样品探测器距离下进行了中子照相的MC模拟计算.计算结果表明选用25 μm的Gd作为准直器的中子吸收涂层,准直器长度为1cm时可消除98%的散射中子,使用该准直器可以有效提高中子照相定量分析的精度.%A multichannel collimator for neutron radiography has been designed to remove the scattered neutrons.The optimization design of the coating and the length of collimator have been done by MCNP5 which is a Monte Carlo code.Some neutron radiographies with different sample thickness in different sample to detector distance have been simulated.The calculation shows that 98% scattered neutrons have been removed by the multichannel collimator with the length of 1cm and the Gd coating of 25 μm.The precision of the quantitative neutron radiography has been substantially improved.

摘要： 1932年中子被发现后，中子照相技术也逐步发展起来，成为了与X射线照相互补的重要无损检测技术，其对于较厚金属等材料的内部结构成像有着独特的优势。随着技术的发展，中子照相技术应用在了航天、航空、核工业、生物学、考古等领域。本文介绍了中子照相技术的基本原理，中子照相系统的三个主要装置：中子源、准直器和像探测器。列举了中子照相技术在考古中的应用。

摘要： 介绍了中子成像探测技术的应用.由于直接在微通道板(MCP)玻璃中掺加中子灵敏核素可使MCP对热中子敏感,从而可将MCP事件计数成像探测器的优势成功地应用于以中子为探针的成像探测技术,本文开展了热中子敏感微通道板的研究.通过在MCP玻璃中掺摩尔百分比为3％的Gd2O3,并沿用MCP的制作方法,完成了直径为50 mm和106 mm的大面阵热中子敏感MCP的制作,并进行了基于这种大面阵热中子敏感MCP的中子事件计数成像探测器的中子成像实验.理论和实验结果都验证了掺摩尔百分比为3％的Gd2O3 MCP可取得对热、冷中子30％～50％的探测效率.最后,进一步介绍了目前开展的封装式中子敏感MCP增强管的研制工作.基于掺Gd2O3的MCP增强管并经光学耦合到CCD或CMOS相机的紧凑混合传感器结构是实现高时空分辨能力的中子照相无损检测技术的有效途径.

摘要： 中物院核物理与化学研究所研制了一台小型加速器D-T中子源.该中子源为一台高度集成的高压倍加型加速器,包括离子源、加速管、靶室、电源、控制系统和真空系统,整体长度2.6m,重0.87t,可移动和运输.采用氘氚反应产生中子,氘离子由高频离子源产生,氘离子束流可达1.5mA;经三圆筒加速管加速,能量可达250keV;轰击新氚靶产生的D-T中子产额可达2×1011n/s,束斑直径小于10mm.目前,该加速器中子源已用于中子照相技术研究(应用中子产额为5×1010n/s至1×1011n/s),研发了中子成像检测仪;同时,也能用于核参数测量、中子质询等的教研和工业应用.

摘要： 中子照相技术是一种优良的无损检测方法,可用于复合材料中各种元素分布的检测,也可以用于航空航天器件的缺陷、裂痕及腐蚀的检测以及文物内部结构探测、爆炸物的检查等.因此,大力发展中子照相技术在国防安全、工业生产等方面都具有很重要的意义.与X光照相技术一样，中子照相技术也是无损检测技术的一种。本文对中子照相技术的基本原理和特点进行了概述，并将中子照相技术与X光照相技术的相同的和不同点进行了对比分析，指出了中子照相技术的优缺点。另外，对冷中子照相技术、热中子照相技术和快中子照相技术分别进行了简要介绍，指出了三种照相技术的区别和联系。最后，对中子照相技术的应用进行了介绍。

摘要： 中子照相是20世纪六十年代兴起的一种射线照相无损检测技术.与广泛应用的常规X射线照相技术在适用范围上有一定的互补关系.本文简要介绍中子照相技术的原理和检测系统构成,阐述了中子照相技术的发展过程及国内外发展现状,列举了中子照相技术目前的主要标准和工程应用情况。以美国为首的主要中了照相研究国家在装置参数测定、参数测定器件以及图像质量评价方法等多个方面建立了国际标准、军用标准，以及行业标准。中子照相技术应用的领域包括航空航天，核工业，军事，考古等。

摘要： 中子照相作为一种无损检测技术在核燃料元件检测方面具有独特的优势:(1)无损检测:中子的穿透能力极强,可对较厚物体和金属材料进行透视成像,能够实现核燃料元件的内部结构缺陷(如芯块变形、破损等)的无损检测.(2)区分同位素和临近元素:中子反应截面与原子序数无关,中子可以区分同位素和原子序数临近元素.中子照相可用于检测核燃料中U-235的富集度以及快堆MOX燃料中的PuO2团簇分布.(3)研究氢聚:中子对氢等较轻元素敏感,中子照相可以定量测量锆合金包壳外层氢聚含量.目前,中子照相作为一种有效的核燃料元件研究和质量控制手段,在瑞士、法国、德国、美国、澳大利亚、日本、印度、韩国等许多国家得到广泛应用.中子照相可对未辐照的核燃料元件进行无损检测,确定芯块U-235富集度、检测燃料内可燃毒物、检测MOX型燃料内PuO2团簇;也可对辐照后具有放射性的燃料元件进行无损检测,检查压水堆、沸水堆、快堆等多种堆型燃料元件的内部缺陷,研究燃料元件包壳氢聚等.本文以核燃料元件模拟件为研究对象,利用CARR中子束流水平孔道,通过0.1mm厚的Dy中子转换屏配合工业X射线胶片进行间接中子照相检测,并开展了核燃料元件缺陷分析、包壳氢聚含量定量测量、芯块U－235富集度定量测量等成像分析方法研究,为真实核燃料元件的检测打下基础.

摘要： 中子照相装置的屏蔽对降低反应堆大厅本底及提高中子照相质量具有重要意义。本研究使用蒙特卡罗模拟方法,对热中子照相装置各组成部分的屏蔽进行模拟计算。结果表明：在照相装置的准直器部分使用厚130cm、密度4.6t/m3的重混凝土,飞行管部分使用厚75cm、密度3.6t/m3的重混凝土可保证屏蔽外的辐射当量剂量达到反应堆大厅的监督区要求。

摘要： 本文介绍了中子相衬成像原理及其特点,对中子相衬成像中的同轴轮廓法进行了重点论述,讨论了相衬成像的条件及实验技术,简介了SPRR-300拟进行的相衬成像技术研究方法.

摘要： 本文首先对中子照相中的噪卢进行了分析，针对各种噪卢采用不同的校正方法，结合中子CT实验中获得的图像进行校正处理，获得重建结果，并对校正方法及重建结果进行初步分析。

摘要： 本文首先对中子照相中的噪声进行了分析，针对各种噪声采用不同的校正方法，结合中子CT实验中获得的图像进行校正处理，获得重建结果，并对校正方法及重建结果进行初步分析。

摘要： 用于中子照相的2MeV RFQ 加速器要求注入器提供50mA@50keV 的脉冲D+离子束， 束流占空比为1 /10，发射度0.2π.mm.mrad，α=1.93，β=5.16cm/rad。为实现注入器的优化设计， 我们建设了用于研究2.45GHz 的永磁微波离子源特性的离子源实验台（短台）和用于研究束流输 运的低能束流输运线（LEBT）实验台（长台）。两个实验台均具备束流测量、发射度研究和离子 比分析等功能。除此之外，LEBT 还可以研究束流输运效率。当微波功率小于450W 时，微波源 引出氢离子流的总流强大于80mA，质子比好于90%。束流的归一化均方根发射度约为0.2～ 0.3π.mm.mrad。利用该台还研究了源室的尺度和放电室内衬材料对放电的影响，为源体的优化提 供了依据。LEBT 实验台使用了一个半包围结构螺线管磁透镜，束流传输效率大于80%。

摘要： 利用两次成像法对快中子共振成像进行研究。分别利用6.3 MeV和6.1 MeV快中子对石墨、铜、铝构成的样品进行成像,经图像处理后,消除铜和铝的影像而获得了碳元素的分布图像。

摘要： 本发明公开一种宽能谱白光中子共振照相探测器及探测方法，探测器中，探测器本体内部为空腔结构，两端分别设有入射窗和后窗，沿入射窗至后窗方向设置中子敏感MCP、普通高性能MCP和位敏阳极条阵列电路板，靠近后窗的探测器本体侧壁上设有真空抽气口，位敏阳极条阵列电路板连接有信号引出电极，信号引出电极一端设于探测器本体侧壁上。其探测方法是中子束流从入射窗处射入，先与中子敏感MCP中的硼元素发生作用产生带电粒子，带电粒子激发电子，电子经过普通高性能MCP产生电子级联放大后，漂移至位敏阳极条阵列电路板上并形成电脉冲信号，再由信号引出电极处输出。本发明可实现在高强度宽能谱中子源上对全部共振核素进行分辨的共振照相。

摘要： 本发明公开了一种热中子照相用成像板及其制备方法，该方案包括有从上至下依次重叠设置的伽马过滤层、荧光层、支撑层和铁磁层，主要通过荧光粉制备、涂布以及成型三个步骤制备。该方案利用中子与成像板内的硫氧化钆反应产生次级粒子，次级粒子和成像板内的荧光存贮材料发生反应形成中子束流空间分布的潜像，此潜像可通过专用的成像板激光扫描设备读出，从而实现热中子探测，填补了国内外的技术空白。

摘要： 本发明公开了一种高能中子照相用成像板及其制备方法，该方案包括有从上至下依次重叠设置的伽马过滤层、荧光层、支撑层和铁磁层，主要通过荧光粉制备、涂布以及成型三个步骤制备。该方案利用中子与含氢材料内的氢原子发生核反应产生反冲质子，反冲质子和成像板内的荧光存贮材料发生反应形成中子束流空间分布的潜像，此潜像可通过专用的成像板激光扫描设备读出，从而实现高能中子探测，填补了国内外的技术空白。

摘要： 本发明公开了一种用于放射性样品直接中子照相无损检测的检测装置，包括：中子源、样品台、中子光路传输系统和中子探测系统。所述中子源、所述样品台、所述中子光路传输系统和所述中子探测系统沿着第一方向依次排布设置。通过在样品台和中子探测系统之间设置中子光路传输系统，并可根据检测样品的性质等来设置中子光路传输系统的长度，从而拉长了检测样品和中子探测系统之间的距离，可以极大地降低检测样品的放射性对中子成像探测系统的影响，几乎不会影响中子探测系统的检测成像。如此，本发明的用于放射性样品直接中子照相无损检测的检测装置，可以利用直接中子成像方法针对放射性样品进行中子照相无损检测。

摘要： 本发明公开了一种用于放射性样品中子照相无损检测的数字成像板及其制造方法以及放射性样品中子照相无损检测方法。数字成像板包括：基底和设置在基底上的数字成像板成像膜。数字成像板成像膜包括：与基底粘结的固化的粘合剂；分散在粘合剂中的纯金属粉末和氟溴化钡结晶体。可以通过数字成像板内被透射中子活化的纯金属粉末继续衰变释放的次级粒子使数字成像板内的氟溴化钡结晶体继续曝光，从而将记录的透射样品的中子束流强度分布信息记录到氟溴化钡结晶体中，使用数字成像板扫描仪扫描数字成像板即可获得放射性样品的中子照相检测成像，省去了将中子转换屏转移到暗室并与胶片或数字成像板紧密接触的过程，提高数字成像板成像数据强度的精度。

摘要： 本发明的实施例公开了一种用于放射性样品的中子照相的检测系统，包括：样品控制装置，所述放射性样品连接于所述样品控制装置，样品控制装置用于控制所述放射性样品的姿态以使所述放射性样品的不同位置位于所述中子束的入射路径上；成像装置，所述成像装置包括多个成像屏组件和成像屏控制机构。其中，所述成像屏组件具有成像位置，所述成像位置与所述放射性样品的安装位置相对应，各所述成像屏组件在所述成像位置接收穿透各不同姿态下的所述放射性样品后的中子束，用于检测所述放射性样品的不同位置；所述成像屏控制机构用于控制所述成像屏组件运动至所述成像位置或者远离所述成像位置。

摘要： 本发明公开了一种用于放射性样品中子照相无损检测的数字成像板及其制造方法以及放射性样品中子照相无损检测方法。数字成像板包括：基底和设置在基底上的数字成像板成像膜。数字成像板成像膜包括：与基底粘结的固化的粘合剂；分散在粘合剂中的纯金属粉末和氟溴化钡结晶体。可以通过数字成像板内被透射中子活化的纯金属粉末继续衰变释放的次级粒子使数字成像板内的氟溴化钡结晶体继续曝光，从而将记录的透射样品的中子束流强度分布信息记录到氟溴化钡结晶体中，使用数字成像板扫描仪扫描数字成像板即可获得放射性样品的中子照相检测成像，省去了将中子转换屏转移到暗室并与胶片或数字成像板紧密接触的过程，提高数字成像板成像数据强度的精度。

摘要： 本发明的实施例公开了一种用于放射性样品的中子照相的检测系统，包括：样品控制装置，所述放射性样品连接于所述样品控制装置，样品控制装置用于控制所述放射性样品的姿态以使所述放射性样品的不同位置位于所述中子束的入射路径上；成像装置，所述成像装置包括多个成像屏组件和成像屏控制机构。其中，所述成像屏组件具有成像位置，所述成像位置与所述放射性样品的安装位置相对应，各所述成像屏组件在所述成像位置接收穿透各不同姿态下的所述放射性样品后的中子束，用于检测所述放射性样品的不同位置；所述成像屏控制机构用于控制所述成像屏组件运动至所述成像位置或者远离所述成像位置。

摘要： 本发明公开了一种中子照相电子学系统，包括：时间测量单元，用于获取快门触发信号；信号控制单元，用于读取快门触发信号中的时间信息和初步位置信息，根据时间信息生成快门开关信号，并根据初步位置信息确定相应的ROI区域；中子照相单元，包括CMOS传感器，CMOS传感器在快门开关信号的控制下获取光斑图像，信号控制单元读取光斑图像中与ROI区域对应的像素。本发明采用CMOS传感器读出的方法，在位置测量的基础上增加了时间测量，使中子照相电子学系统达到快速触发快门、光斑精准投射、高效率读出控制，能够在保持高位置和时间分辨的情况下兼顾读出速率。

摘要： 本发明涉及一种应用于破损核燃料组件检测的中子照相装置及方法，中子照相装置包括分别设置于屏蔽环境内的中子源、屏蔽罩和中子成像系统，所述屏蔽罩两侧的上部分别设有中子束流入射口和中子束流出射口，所述中子源靠近所述中子束流入口，所述中子成像系统靠近所述中子束流出口。优点：在不拆燃料组件条件下，实现燃料组件中破损燃料棒的快速精准识别，操作简单，检测快速；通过分析气腔部位是否有水蒸气形成的图像，来识别燃料棒是否破损，通过两个视角的图像即可检测出组件内所有破损燃料棒，极大的缩短检测时间。