《快中子散射相機技術研究》是依託西北核技術研究院，由張顯鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：快中子散射相機技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張顯鵬
- 依託單位：西北核技術研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
快中子散射相機是近年來在伽馬康普頓散射相機基礎上新發展的MeV中子探測技術，其基本原理是利用中子在多個閃爍探測器中兩次n-p散射，同時獲得入射粒子的位置和能量信息並進行中子、伽馬分辨，與傳統的準直型中子成像系統相比，具有不需要準直器、大視場、高探測效率等優點。本項目通過跟蹤國際上中子散射相機研製的最新進展，建立散射相機中的成像系統結構最佳化設計、波形甄別、數據採集與圖像重建等關鍵技術的軟硬體實現方法，完成散射相機的原理性樣機設計與研製。基於課題組提出的時頻分析數據融合思想的波形甄別方法和中子、伽馬不同的飛行時間來獲得更高的中子、伽馬甄別能力。通過該項目的研究，能夠填補國內在這一領域的空白，為我國特殊核材料（鈾及超鈾元素）監控領域提供一種新的探測技術，還能夠為我國未來的宇宙空間中子探測及核爆炸放射性材料分布探測奠定一定的技術基礎。
結題摘要
本項目研究了一種能同時測量中子源（0.5—10MeV）能量和方位，並具有中子-伽馬甄別能力的中子散射成像裝置—中子散射相機。完成了理論模擬、圖像處理、系統最佳化設計及性能考核等關鍵技術研究，建立了原理系統並掌握了關鍵技術。取得的主要進展和結論為：（1）基於蒙特卡羅模擬思想，建立了中子散射成像的理論模擬和最佳化設計方法，研究分析了探測結構對能量分辨、位向分辨和探測效率的影響；（2）建立並研究了基於list-mode採集方式的快速反投影和極大似然兩種圖像重建方法，建立了不採用飛行時間法的能量和圖像重建算法；（3）建立了多參數數據採集系統，可同時獲取粒子脈衝幅度譜、波形甄別譜和飛行時間譜多個參數；（4）開展了EJ-301閃爍體基於波形甄別外掛程式MPD-4的光回響函式的測量及其對圖像重建的影響；（5）研究了多種數位化波形甄別方法，提出並開展基於FPGA固件小型化的數字波形甄別技術研究；（6）掌握了散射成像中關鍵技術，建立了8探測單元的中子散射成像原理系統，能量解析度<36%，角度解析度為約8。並將前述的算法套用到實驗數據處理中，取得了較好的能量分辨和角分辨結果。通過研究，掌握了中子散射相機系統構建、能量圖像重建方法，有望為特殊核材料監控領域提供一種較好的探測系統。
