小区域蒙特卡罗方法在大体积放射性废物探测深穿透问题中的应用研究
发布时间：2022-01-12 09:16
随着核能的大规模应用和核材料的大量使用,从铀矿开采、冶炼到反应堆和后处理厂各个环节都将产生大量放射性废物。针对这些放射性废物的处理措施因其核素种类和活度大小而不尽相同,所以必须先要对其进行准确的探测。在对大体积的放射性废物进行探测时,由于放射性废物桶尺寸较大,填充物密度较大时,效率刻度过程中出现深穿透问题的可能性很大。为解决核动力厂放射性废物探测中遇到的深穿透问题,能够对探测器γ射线效率进行准确刻度,本文研究应用小区域蒙特卡罗方法解决γ射线在介质中输运的深穿透问题,并将其应用于实际测量的分析当中,主要的研究内容和成果包括:（1）研究了光子在介质中输运问题的规律,建立了深穿透问题的判定方法与准则针对如何判断光子在介质中输运过程是否发生深穿透的问题,通过建立蒙特卡罗计算模型进行模拟,分别研究了不同厚度、不同能量、不同光子数、不同介质材料等因素对光子在介质中输运的影响。研究结果表明各种材料均在约10个平均自由程厚度以上,深穿透问题越来越显著。因此,在对输运问题进行蒙特卡罗模拟之前,首先计算该能量光子在该介质中的平均自由程,可以判定是否发生深穿透问题。（2）建立应用小区域蒙特卡罗方法求解深穿透...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 我国面临的放射性废物探测问题
1.1.2 粒子输运理论发展简介
1.1.3 研究深穿透问题对提高放射性废物探测效率的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于确定论方法的研究
1.2.2 基于蒙特卡罗方法的研究
1.2.3 基于确定论-蒙特卡罗耦合方法的研究
1.3 论文的主要工作
第二章 粒子输运问题及其蒙特卡罗模拟
2.1 一些基本物理量
2.2 粒子与物质相互作用描述
2.2.1 光子的发射
2.2.2 光子的吸收
2.2.3 光子的散射
2.3 粒子输运方程
2.4 粒子输运问题的蒙特卡罗模拟
2.4.1 蒙特卡罗方法简介
2.4.2 粒子输运过程的蒙特卡罗模拟
2.5 本章小结
第三章 深穿透问题的规律研究
3.1 深穿透问题的条件与机理
3.2 粒子能量和介质厚度对深穿透问题的影响
3.2.1 粒子的平均自由程
3.2.2 粒子能量和介质厚度对深穿透问题的影响
3.3 粒子数目对深穿透问题的影响
3.4 介质材料对深穿透问题的影响
3.5 本章小结
第四章 小区域蒙特卡罗方法原理与实现
4.1 小区域蒙特卡罗方法原理
4.1.1 深穿透问题的转化
4.1.2 抽样估计
4.1.3 两类简单的模型
4.2 小区域蒙特卡罗方法的实现
4.2.1 小区域蒙特卡罗方法的实现步骤
4.2.2 曲面源的记录与读取
4.3 与一般蒙特卡罗方法的比较
4.4 本章小结
第五章 小区域蒙特卡罗方法的应用
5.1 大体积放射性废物桶测量中的应用
5.1.1 核动力厂中低放射性废物探测技术
5.1.2 大体积放射性废物桶分析
5.2 大物件放射性测量仪器效率校正中的应用
5.2.1 大物件放射性测量仪及工作原理
5.2.2 计算模型的实验验证
5.2.3 空间响应均匀性分析
5.2.4 效率校正因子计算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 对进一步工作的展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高纯锗探测器的效率刻度[J]. 华艳,朱祚缤,刘艺琴,罗小兵. 核电子学与探测技术. 2014(01)
[2]对放射性废物分类管理的几点思考[J]. 刘新华,徐春艳,汪萍,马成辉,孔祥金. 辐射防护. 2013(05)
[3]放射性废物桶层析γ扫描动网格重建技术分析[J]. 顾卫国,王德忠,刘诚,钱楠. 上海交通大学学报. 2013(04)
[4]核废物桶中γ射线吸收特征的蒙特卡洛模拟[J]. 苏容波,阳林峰,庹先国,余小平,李哲,丁逸仙,张金钊. 核电子学与探测技术. 2012(11)
[5]无源效率刻度方法的实验验证和分析[J]. 周程,王凤英,朱晓翔. 核技术. 2011(08)
[6]HPGe探测器死层厚度及点源效率函数研究[J]. 钱楠,王德忠,白云飞,刘诚,张勇,杨永亮. 核技术. 2010(01)
[7]问题分类与解决问题的方法分类（之一）——我国中低放废物处置运营管理体制方案的选择[J]. 陈式. 辐射防护通讯. 2009(01)
[8]压力容器环形空腔上部材料屏蔽计算分析[J]. 胡建军,傅守信,刘桂莲. 核动力工程. 2003(S1)
[9]用MCNP程序计算水平辐照孔道屏蔽[J]. 钟兆鹏,施工,胡永明. 清华大学学报(自然科学版). 2001(12)
[10]核材料的非破坏性分析[J]. 杨明太. 核电子学与探测技术. 2001(06)
博士论文
[1]中低放射性废物改进型γ扫描技术及活度重建算法研究[D]. 刘诚.上海交通大学 2013
[2]中低放射性废物危险元素探测方法研究[D]. 白云飞.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]秦山核电基地放射性废物集约化管理方案研究[D]. 张燕春.兰州大学 2013
本文编号：3584515
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 我国面临的放射性废物探测问题
1.1.2 粒子输运理论发展简介
1.1.3 研究深穿透问题对提高放射性废物探测效率的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于确定论方法的研究
1.2.2 基于蒙特卡罗方法的研究
1.2.3 基于确定论-蒙特卡罗耦合方法的研究
1.3 论文的主要工作
第二章 粒子输运问题及其蒙特卡罗模拟
2.1 一些基本物理量
2.2 粒子与物质相互作用描述
2.2.1 光子的发射
2.2.2 光子的吸收
2.2.3 光子的散射
2.3 粒子输运方程
2.4 粒子输运问题的蒙特卡罗模拟
2.4.1 蒙特卡罗方法简介
2.4.2 粒子输运过程的蒙特卡罗模拟
2.5 本章小结
第三章 深穿透问题的规律研究
3.1 深穿透问题的条件与机理
3.2 粒子能量和介质厚度对深穿透问题的影响
3.2.1 粒子的平均自由程
3.2.2 粒子能量和介质厚度对深穿透问题的影响
3.3 粒子数目对深穿透问题的影响
3.4 介质材料对深穿透问题的影响
3.5 本章小结
第四章 小区域蒙特卡罗方法原理与实现
4.1 小区域蒙特卡罗方法原理
4.1.1 深穿透问题的转化
4.1.2 抽样估计
4.1.3 两类简单的模型
4.2 小区域蒙特卡罗方法的实现
4.2.1 小区域蒙特卡罗方法的实现步骤
4.2.2 曲面源的记录与读取
4.3 与一般蒙特卡罗方法的比较
4.4 本章小结
第五章 小区域蒙特卡罗方法的应用
5.1 大体积放射性废物桶测量中的应用
5.1.1 核动力厂中低放射性废物探测技术
5.1.2 大体积放射性废物桶分析
5.2 大物件放射性测量仪器效率校正中的应用
5.2.1 大物件放射性测量仪及工作原理
5.2.2 计算模型的实验验证
5.2.3 空间响应均匀性分析
5.2.4 效率校正因子计算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文研究工作总结
6.2 对进一步工作的展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高纯锗探测器的效率刻度[J]. 华艳,朱祚缤,刘艺琴,罗小兵. 核电子学与探测技术. 2014(01)
[2]对放射性废物分类管理的几点思考[J]. 刘新华,徐春艳,汪萍,马成辉,孔祥金. 辐射防护. 2013(05)
[3]放射性废物桶层析γ扫描动网格重建技术分析[J]. 顾卫国,王德忠,刘诚,钱楠. 上海交通大学学报. 2013(04)
[4]核废物桶中γ射线吸收特征的蒙特卡洛模拟[J]. 苏容波,阳林峰,庹先国,余小平,李哲,丁逸仙,张金钊. 核电子学与探测技术. 2012(11)
[5]无源效率刻度方法的实验验证和分析[J]. 周程,王凤英,朱晓翔. 核技术. 2011(08)
[6]HPGe探测器死层厚度及点源效率函数研究[J]. 钱楠,王德忠,白云飞,刘诚,张勇,杨永亮. 核技术. 2010(01)
[7]问题分类与解决问题的方法分类（之一）——我国中低放废物处置运营管理体制方案的选择[J]. 陈式. 辐射防护通讯. 2009(01)
[8]压力容器环形空腔上部材料屏蔽计算分析[J]. 胡建军,傅守信,刘桂莲. 核动力工程. 2003(S1)
[9]用MCNP程序计算水平辐照孔道屏蔽[J]. 钟兆鹏,施工,胡永明. 清华大学学报(自然科学版). 2001(12)
[10]核材料的非破坏性分析[J]. 杨明太. 核电子学与探测技术. 2001(06)
博士论文
[1]中低放射性废物改进型γ扫描技术及活度重建算法研究[D]. 刘诚.上海交通大学 2013
[2]中低放射性废物危险元素探测方法研究[D]. 白云飞.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]秦山核电基地放射性废物集约化管理方案研究[D]. 张燕春.兰州大学 2013
本文编号：3584515
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