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1、(10)申请公布号 CN 103902760 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103902760 A (21)申请号 201410077673.7 (22)申请日 2014.03.05 G06F 17/50(2006.01) G21K 1/02(2006.01) (71)申请人 中国原子能科学研究院 地址 102413 北京市房山区北京275信箱65 分箱 (72)发明人 郜强 甘霖 王仲奇 隋洪志 (54) 发明名称 一种新型 TGS 准直器及其设计方法 (57) 摘要 本发明提供了一种新型 TGS 准直器及其设计 方法， 该方法包括以下步骤 ： 步骤 S1， 建立 TG。
2、S 系 统与待测量对象的模型， 所述待测量对象为桶装 核材料或放射性废物 ； 步骤S2， 调节TGS准直器开 口高度， 利用蒙特卡罗模拟方法分别计算 TGS 准 直器空间分辨率的两个评价指标的值 ； 步骤 S3， 判断所述两个评价指标的值是否均在 5% 以内， 若 在则执行步骤S4， 若不在则重复步骤S2 ； 步骤S4， 停止调节所述 TGS 准直器开口高度。本发明提供 的新型 TGS 准直器的设计方法和由该方法设计出 来的新型 TGS 准直器， 比传统准直器有着更好的 对称性， 且其空间分辨率两个评价指标的值均在 均在 5% 以内， 能够保证获得体素内各个点更加均 匀探测效率， 有助于提高 。
3、TGS 空间分辨率和测量 准确度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103902760 A CN 103902760 A 1/1 页 2 1. 一种新型 TGS 准直器的设计方法， 其特征在于， 该方法包括以下步骤 ： 步骤 S1， 建立 TGS 系统与待测量对象的模型， 所述待测量对象为桶装核材料或放射性 废物 ； 步骤S2， 调节TGS准直器开口高度， 利用蒙特卡罗模拟方法分别计算TGS准直器空间分 辨率的两个评价指标的值 ；。
4、 步骤 S3， 判断所述两个评价指标的值是否均在 5% 以内， 若在则执行步骤 S4， 若不在则 重复步骤 S2 ； 步骤 S4， 停止调节所述 TGS 准直器开口高度。 2. 如权利要求 1 所述的新型 TGS 准直器的设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 中的两 个评价指标中的第一个评价指标为所述待测量对象当前层各个体素面心的探测效率与体 素中心点的探测效率之差的绝对值的最大值 ； 所述第一个指标中的中心点是指单个体素的 中心点。 3.如权利要求2所述的新型TGS准直器的设计方法， 其特征在于， 所述第一个指标的计 算公式为 ： 式中，为 X 轴向第 i 个位置、 Y 轴向第 j 个位。
5、置体素的面心的探测效率 ；为 X 轴向第 i 个位置、 Y 轴向第 j 个位置体素的中心点的探测效率。 4. 如权利要求 1 所述的新型 TGS 准直器的设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 中的两 个评价指标中的第二个指标为待测量对象中心轴向各个点的探测效率与中心点的探测效 率之差的绝对值的最大值 ； 所述第二个指标中的中心点指的是探测器准直器中心点沿线与 待测量对象轴心的交点。 5.如权利要求4所述的新型TGS准直器的设计方法， 其特征在于， 所述第二个指标的计 算公式为 ： MAX|1-0| 式中， 1为待测量对象中心轴向各点的探测效率， 0为中心点的探测效率。 6.一种利用权利要求。
6、1所述的方法获得的新型TGS准直器， 其特征在于， 其为中空的柱 状体， 其外圆直径为 120mm， 其厚度为 20mm， 其内部中空部分的横截面为八边形， 所述八边 形两对相对的长边之间的距离都为 30mm， 两对相对的短边之间的距离都为 35.36mm。 权 利 要 求 书 CN 103902760 A 2 1/3 页 3 一种新型 TGS 准直器及其设计方法 技术领域 0001 本发明涉及核材料非破坏性分析技术领域， 具体涉及一种新型 TGS 准直器及其设 计方法。 背景技术 0002 层析扫描测量技术(Tomographic Gamma Scanning， TGS)作为重要的NDA技术。
7、， 已经广泛应用于于核保障、 核安保、 国内核材料管制以及放射性废物分类检验等领域。TGS 技术已经广泛应用于对放射性核材料的测量当中。在国内， 随着我国核材料管制制度日臻 完善， 这项技术在核燃料循环过程中产生的可回收物料的测量、 放射性废物分类检测等方 面的应用也逐渐得到重视和发展。随着核能的利用与开发不断深入， TGS 技术水平也在不 断地发展和提高， 有着越来越广泛的应用前景。由于 TGS 技术采用低图像分辨率的方法， 因 而体素采样点之间的间距相对较大 ； 为了获得准确的测量， 从理论上就要求当无介质存在 时， 探测器准直器对体素采样点之间的径向各点的探测效率是单调连续光滑的， 对体。
8、素采 样点之间的轴向各点的探测效率是均匀的。但实际上， 传统准直器只能做到在体素采样点 之间的轴向各点的探测效率是均匀的， 其空间分辨率和体素内各点的探测效率均匀性不是 很好。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现比传统准直器更好的空间分辨率 和更加均匀的体素内各点探测效率的新型 TGS 准直器及其设计方法。 0004 为了达成上述目的， 本发明一方面提出了一种新型 TGS 准直器的设计方法， 该方 法包括以下步骤 ： 0005 步骤 S1， 建立 TGS 系统与待测量对象的模型， 所述待测量对象为桶装核材料或放 射性废物 ； 0006 步骤S2， 调节TGS准直器开口。
9、高度， 利用蒙特卡罗模拟方法分别计算TGS准直器空 间分辨率的两个评价指标的值 ； 0007 步骤 S3， 判断所述两个评价指标的值是否均在 5% 以内， 若在则执行步骤 S4， 若不 在则重复步骤 S2 ； 0008 步骤 S4， 停止调节所述 TGS 准直器开口高度。 0009 进一步， 所述步骤 S2 中的两个评价指标中的第一个评价指标为所述待测量对象 当前层各个体素面心的探测效率与体素中心点的探测效率之差的绝对值的最大值 ； 所述第 一个指标中的中心点是指单个体素的中心点。 0010 进一步， 所述第一个指标的计算公式为 ： 0011 0012 式中，为 X 轴向第 i 个位置、 Y 。
10、轴向第 j 个位置体素的面心的探测效率 ； 说 明 书 CN 103902760 A 3 2/3 页 4 为 X 轴向第 i 个位置、 Y 轴向第 j 个位置体素的中心点的探测效率。 0013 进一步， 所述步骤 S2 中的两个评价指标中的第二个指标为待测量对象中心轴向 各个点的探测效率与中心点的探测效率之差的绝对值的最大值 ； 所述第二个指标中的中心 点指的是探测器准直器中心点沿线与待测量对象轴心的交点。 0014 进一步， 所述第二个指标的计算公式为 ： 0015 MAX|1-0| 0016 式中， 1为待测量对象中心轴向各点的探测效率， 0为中心点的探测效率。 0017 本发明一方面提出。
11、了一种利用上述方法获得的新型 TGS 准直器， 其为中空的柱状 体， 其外圆直径为 120mm， 其厚度为 20mm， 其内部中空部分的横截面为八边形， 所述八边形 两对相对的长边之间的距离都为 30mm， 两对相对的短边之间的距离都为 35.36mm。 0018 相对于现有技术本发明的有益效果为 ： 本发明提供的新型 TGS 准直器的设计方法 和由该方法设计出来的新型 TGS 准直器， 比传统准直器有着更好的对称性， 且其空间分辨 率两个评价指标的值均在均在 5% 以内， 能够保证获得体素内各个点更加均匀探测效率， 有 助于提高 TGS 空间分辨率和测量准确度。 附图说明 0019 图 1 。
12、为实施例一中新型 TGS 准直器的设计方法的流程图 ； 0020 图 2 为实施例一中单个体素中的中心点和面心的分布示意图 ； 0021 图 3 为实施例二中新型 TGS 准直器的结构示意图 ； 0022 图 4 为实施例二中新型 TGS 准直器内部中空部分的横截面示意图。 具体实施方式 0023 以下结合附图对本发明的技术方案和优点作更详细的说明。 0024 实施例一 0025 如图1所示， 是本发明提供的一种新型TGS准直器的设计方法， 该方法包括如下步 骤 ： 0026 步骤 S1， 建立 TGS 系统与待测量对象的模型， 待测量对象为桶装核材料或放射性 废物。 0027 步骤S2， 调。
13、节TGS准直器开口高度， 利用蒙特卡罗模拟方法分别计算TGS准直器空 间分辨率的两个评价指标的值。 0028 传统的 TGS 准直器是的开口形状是正方形旋转 90 度得到的菱形， 调节传统 TGS 准 直器的菱形开口高度， 获得一种准直器的开口形状， 利用蒙特卡罗模拟方法计算 TGS 准直 器空间分辨率的两个评价指标的值， 第一个指标为待测量对象当前层各个体素面心的探测 效率与其中心点的探测效率之差的绝对值的最大值， 第二个指标为待测量对象中心轴向各 个点 （与中心点最大距离为体素边长的一半） 的探测效率与中心点的探测效率之差的绝对 值的最大值。其中， 第一个指标中的中心点是指单个体素的中心点。
14、 （如图 2 所示） ， 第二个指 标中的中心点指的是探测器准直器中心点沿线与待测量对象轴心的交点。 0029 第一个指标的计算公式为 ： 说 明 书 CN 103902760 A 4 3/3 页 5 0030 0031 式中，为 X 轴向第 i 个位置、 Y 轴向第 j 个位置体素的面心的探测效率 ； 为 X 轴向第 i 个位置、 Y 轴向第 j 个位置体素的中心点的探测效率。 0032 第二个指标的计算公式为 ： 0033 MAX|1-0| 0034 式中， 1为待测量对象中心轴向各点的探测效率， 0为中心点的探测效率。 0035 步骤 S3， 判断两个评价指标的值是否均在 5% 以内， 。
15、若在则执行步骤 S4， 若不在则 重复步骤 S2。 0036 完成步骤 S2 后， 判断获得的两个评价指标的值是否均在 5% 以内， 如果不在， 则重 复步骤 S2， 直至这两个评价指标的值均在 5% 以内时停止调节， 此几何条件下的准直器形状 与结构即为本发明所设计的准直器。 0037 步骤 S4， 停止调节 TGS 准直器开口高度。 0038 实施例二 0039 如图 3 所示， 为利用上述设计方法获得的新型 TGS 准直器的结构示意图， 该新型 TGS 准直器为中空的柱状体， 其外圆直径为 120mm， 其厚度为 20mm， 其内部中空部分的横截 面为八边形， 如图 4 所示， 该八边形。
16、两对相对的长边之间的距离都为 30mm， 两对相对的短边 之间的距离都为 35.36mm。 0040 综上， 本发明提供的新型 TGS 准直器的设计方法和由该方法设计出来的新型 TGS 准直器， 比传统准直器有着更好的对称性， 且其空间分辨率两个评价指标的值均在均在 5% 以内， 能够保证获得体素内各个点更加均匀探测效率， 有助于提高 TGS 空间分辨率和测量 准确度。 0041 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 对发明而言仅仅是说明性的， 而非限制性的。 本专业技术人员理解， 在权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变， 修改， 甚至 等效， 但都将落入本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103902760 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103902760 A 6 2/2 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 103902760 A 7 。