一种核部件多参数集成检测系统

摘要

一种核部件多参数集成检测系统，包括中子源、GDM、ADM和PC机，本系统利用高能量D-T中子源作为激励装置，基于其照射待测核部件后出射中子类型的不同，分别进行处理：对于直射中子，以透射成像的方式进行采集和处理，中子信号经中子转换屏转换为光信号，借助CCD成像组件，得到待测核部件内部核材料的投影分布，进而计算其几何特征；对于诱发中子，则按照中子信号出现的先后，通过高速数据采集卡将其转换为一系列的脉冲信号，以分块相关算法为基础，利用PC机计算待测核部件内部核材料的浓度、质量、反应性等属性。该系统能够同时获得未知核部件的几何分布特征与属性特征，从而有效提高检测的准确性。

主权项

一种核部件多参数集成检测系统，其特征在于：本系统基于主动式测量法，它包括中子源、核部件几何特征检测模块（GDM）、核部件属性检测模块（ADM）以及PC机，其中核部件几何特征检测模块通过光纤与PC机相连，核部件属性检测模块通过PCI总线与PC机相连，待测核部件置于中子源与核部件几何特征检测模块和核部件属性检测模块之间；所述核部件几何特征检测模块（GDM）包括中子转换屏、平移反光系统、高速观察通道、测量成像通道和测量控制系统；所述中子转换屏设于中子源照射待测核部件后的出射中子路径上，将中子转换为光子信号；所述平移反光系统设于中子转换屏后，进行高速观察通道与测量成像通道光路之间的切换；所述高速观察通道设于平移反光系统的一种状态的出射光路上，对测量环境进行初步成像，观察待测核部件的摆放位置是否满足要求，各器件是否到位，以保证测量成像通道的正常工作；所述测量成像通道设于平移反光系统的另一种状态的出射光路上，进行二次成像获得待测核部件内部结构的投影，并将该投影结果经由光纤传输至PC机实时显示和处理分析；所述测量控制系统由PC机控制，并连接平移反光系统，控制平移反光系统进行状态切换；所述核部件属性检测模块（ADM）包括2路或4路诱发中子探测器、整形电路和高速数据采集卡，所述诱发中子探测器设于中子源照射待测核部件后的出射中子路径上，探测由待测核部件内部的核材料所释放的诱发中子信号，所述诱发中子探测器连接整形电路，使探测到的中子信号以电流的形式通过整形电路整形，表示为固定幅度和宽度的标准窄脉冲信号；整形电路连接高速数据采集卡，通过高速数据采集卡记录诱发中子信号被探测的时刻，并将其转换为一系列的0、1数据通过PCI总线送入PC机中，在PC机中通过分块相关法对上述数据进行自相关、互相关函数运算以及FFT运算，得到自功率谱密度函数、互功率谱密度函数以及功率谱密度比标签，进而推算待测核部件内部核材料的浓度、质量、反应性参数。