基于小型加速器的编码中子源成像研究-物理学报.PDFVIP

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 12 (2013) 122801 基于小型加速器的编码中子源成像研究* † ‡ 王胜 邹宇斌 温伟伟 李航 刘树全 王浒 陆元荣 唐国有 郭之虞 ( 北京大学, 核物理与核技术国家重点实验室, 北京 100871 ) ( 2012年11月26 日收到; 2013年1月9 日收到修改稿) 编码中子源成像可以在对中子注量率影响不大的情况下大大提高成像的准直比, 从而提高成像质量. 北京大学 开展了基于小型加速器的编码中子源成像技术研究工作. 不同于已有的基于反应堆的小面积编码板的研究工作, 北 京大学建立了基于小型加速器的大面积编码板的编码中子源成像实验平台, 并对加速器中子源上的实验方法和数 据处理进行了探索, 对比了重建算法, 获得了初步的重建照片. 研究工作表明, 编码中子源成像技术可用于加速器中 子源, 但重建图像质量仍须提高. 关键词: 加速器中子源, 中子成像, 编码源成像, 图像重建 PACS: 28.20.Pr, 29.25.Dz, 42.30.Wb DOI: 10.7498/aps.62.122801 迭代两种 1−7 . 2005 年, 德国慕尼黑工业大学的 1 引言 Grunauer2 采用随机阵列和非冗余阵列(NRA) 编 码板进行了编码中子成像的MCNP 模拟, 证明了编 中子成像作为无损探测的重要方法之一, 在国 码中子源成像可以改善重建图像的质量, Grunauer 内外的研究和应用中越来越受到重视. 相对于X 射 于2006 年在FRM-II 反应堆上成功进行了编码中 线, 中子对低原子序数元素更加敏感, 中子成像在 子源成像实验, 实验表明编码中子源成像的重建 富含有机物的新材料检测等方面有着更大的优势. 图像质量远好于单小孔成像结果. 2006 年, MIT 的 常规中子成像的成像效果主要取决于两个方面: 一 3 Damato 等 总结了编码源成像的基本公式, 并于 是中子注量, 中子的注量越高, 图像的信噪比越好; 2007 年提出了在MIT 的反应堆上进行编码中子源 二是中子束的准直比, 即中子源到成像面的距离L 相衬成像的想法. 2009 年, 美国北卡罗琳娜大学开 和中子源发射面的大小D 的比值(LD), LD 越大, 始在反应堆上开展编码中子源成像的模拟和实验 其成像的分辨率越好. 但是对于产额较低的中子源 4 研究工作 . 从2009 年开始, 北京大学和清华大学 而言, 由于中子注量率按距离平方反比衰减, 不能 分别针对基于加速器的小型中子成像装置进行了 以过度提高L 的方式来提高成像分辨率, 因为那样 会大大增加成像的时间. 为了提高中子的利用效率