凸度测量过程中点扩展函数的蒙特卡罗模拟与解析表达研究
2014-03-20胡克敏吴志芳苗积臣谈春明
原子能科学技术 2014年1期
关键词:测量
胡克敏,吴志芳,苗积臣,谈春明
(清华大学 核能与新能源技术研究院 核检测技术北京市重点实验室,北京 100084)
清华大学核能与新能源技术研究院研制成功的凸度测量系统是利用X 射线法高精度测量板带材(钢板)横断面厚度分布,进而计算出板带材凸度、楔度及中心线厚度等参数的大型多功能轧钢自动化装备。为保证±0.1%的测量精度,对测量过程中康普顿散射的影响分析及校正是一必需的关键环节。凸度测量系统中散射的影响主要分为两部分:1)被测钢板自身康普顿散射造成的影响,也是散射影响的主要原因;2)凸度测量系统各结构部件造成的散射影响,此部分的影响较小,且错综复杂,较难定量分析。本文主要针对第一部分即钢板自身的散射影响作深入研究。
目前国内外散射校正的方法[1]包括3类:1)硬件方法,基本原理为采用物理方法消除或减少进入探测单元的散射射线来实现;2)软件较正方法,包括卷积法、反卷积法、蒙特卡罗(MC)方法、理想模型估计等;3)混合校正方法,通过散射校正板、频率调制[2]等硬件的设计取得散射影响分布,再融合软件方法进一步得到精确信息的方法。本文采用蒙特卡罗方法模拟计算凸度测量系统中点扩展函数(PSF)与板材厚度、射线能量间的关系曲线,采用非线性拟合方法确定PSF理论模型参数,得到单能射线下凸度测量系统的PSF理论公式,为进一步实现凸度测量系统的散射校正奠定基础。
1 点扩展函数的蒙特卡罗模拟计算[3]
1.1 计算模型
以凸度测量系统为参照,模拟计算能量为E的δ脉冲射线垂直照射厚度为D 的铁板,探测面至被测钢板下表面的距离H 为60cm(图1)。……
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