卷积型类高斯成形滤波算法研究及应用

高斯信号具有对称性和完备性,因此高斯滤波方法在核信号处理以及辐射能谱分析时得到大量使用。目前构造实时处理核脉冲信号的真高斯成形滤波器尚有难度,实际常用数字类高斯成形算法主要是基于模拟核电子学中Sallen-Key滤波器和CR-(RC)~n滤波器的电路微分方程推导而得到,其输出的类高斯脉冲信号对称性较差、单级使用时存在下冲等问题。本文提出一种卷积型类高斯成形滤波算法,它以梯形脉冲信号为基础,经过第一次卷积实现双极性脉冲成形,再次卷积进行累加求和从而得到左右对称的类高斯脉冲,利用Z变换方法推导出该算法的数字递推公式。通过仿真模拟研究了算法的有效性和成形参数对幅频特性的影响规律,成形参数n_a和n_c取值增大时,滤波器通频带减小,低频成分幅度相对增加,高频噪声抑制作用增强,但也导致成形脉冲变宽,增加了脉冲堆积概率。最后,利用搭建的X射线荧光测量系统实验平台获取实测核脉冲数据,分别应用类高斯成形算法和梯形成形算法进行离线处理,实验结果表明:该类高斯成形算法具有更好的堆积脉冲分离能力,在相同的X光管管压和管流条件下,设置相同的达峰时间,两者所得能谱的能量分辨率基本相当,但是类高斯成形的能谱具有更高的特征峰面积和总计数。

岩洞处置库围岩胶体对Sr^(2+)的吸附性能研究

岩洞处置环境中,围岩作为阻滞放射性核素进入环境的最后一道屏障,其在长期处置过程中产生的围岩胶体增大了核素迁移的风险。本文以围岩胶体和处置库拟处置的Sr^(2+)为研究对象,开展了围岩胶体稳定性及胶体对Sr^(2+)的吸附性能研究。稳定性研究表明:pH、温度及岩洞处置库地下水中部分离子均对围岩稳定性有影响,围岩胶体在处置库地下水环境中拥有良好的稳定性能。通过吸附试验,考察了时间、pH、不同离子等因素对吸附的影响,并对其吸附动力学及吸附等温模型进行了分析。结果显示:围岩胶体吸附Sr^(2+)在12 h达到平衡,平衡吸附量为41.79 mg·g^(-1);碱性环境下,吸附量随pH而增大;不同离子均对围岩胶体吸附Sr^(2+)有抑制作用,其阳离子抑制作用大于阴离子。围岩胶体对Sr^(2+)的吸附符合准二级动力学模型及Freundlich吸附等温模型。

水泥碳化规律及其对^(137)Cs的吸附研究

水泥是放射性废物处置库建设所必需的胶凝材料。在处置库设计运行的年限内,环境中的CO_(2)会进入水泥中导致水泥碳化使其物化性能发生变化,从而影响其对放射性核素的阻滞性能。为考察水泥碳化对放射性废物处置库长期处置安全的影响,研究了水泥碳化规律及其对裂变核素^(137)Cs的吸附性能。采用多种表征手段研究了水泥碳化前后物化性质的变化,结果表明:碳化过程主要是水化产物Ca(OH)_(2)和水化硅酸钙向CaCO_(3)的转化,水泥比表面积随碳化程度的增强而增大。通过吸附实验研究^(137)Cs在碳化水泥中的吸附行为,考察碳化对水泥吸附^(137)Cs性能的变化,结果显示:碳化极大提升了水泥的吸附能力,且吸附能力随碳化程度的增强呈现先增大后减小整体明显优于未碳化水泥的变化规律;水泥吸附^(137)Cs为化学单层吸附,碳化并未改变水泥吸附^(137)Cs的机理。

水泥离子侵蚀规律及其对Cs^(+)的吸附

水泥是放射性废物处置库建设的必需材料;作为第一道屏障在阻滞放射性核素迁移上发挥着重要作用.在处置库长期的服役过程中,水泥难免会被地下水中的SO_(4)^(2-)与Cl^(-)侵蚀,破坏其微观结构,改变其对放射性核素的滞留性能,从而危害处置库安全.为考察SO_(4)^(2-)与Cl^(-)侵蚀对水泥的影响,研究了水泥离子侵蚀规律及其对Cs^(+)的吸附性能.通过XRF、FT-IR、SEM、BET等多种表征手段探究了离子侵蚀前后水泥物化性质的变化,结果表明SO_(4)^(2-)、Cl^(-)分别与水化产物反应生成钙矾石、Friedel盐等膨胀产物,离子侵蚀后,水泥的比表面积及孔隙率增加;随着离子侵蚀程度的持续增加,侵蚀产物在孔隙内堆积降低了孔体积及比表面积.吸附实验结果表明,水泥净浆对Cs^(+)的吸附量为14.83μg·g1,5%的SO_(4)^(2-)、Cl^(-)侵蚀将水泥对Cs^(+)的吸附量分别提升至63.17μg·g^(-1)、82.29μg·g^(-1).吸附动力学及吸附等温模型拟合结果表明,离子侵蚀前后水泥吸附Cs^(+)均为单层化学吸附,离子侵蚀并未改变水泥吸附Cs^(+)的机理.

基于KPCA-MPA-ELM的n/γ甄别方法研究

中子/伽马(n/γ)甄别在γ射线辐射存在的中子探测中至关重要。为了解决传统n/γ脉冲形状甄别方法存在的甄别精度不稳定的问题,提出了一种结合核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)、海洋捕食者算法(Marine Predator Algorithm,MPA)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的机器学习鉴别方法,以提升n/γ甄别效率。KPCA用于对中子和γ射线的脉冲信号特征进行降维;考虑到ELM输入层权重和隐藏层偏置的随机性,将MPA用于优化ELM的输入层权重和隐藏层偏置,提高ELM的n/γ甄别效率。通过对未降维和KPCA降维的数据进行训练和测试,实验结果表明:在测试集中KPCA-MPA-ELM的平均甄别准确率高达99.07%,分别高出ELM、MPA-ELM、KPCA-ELM模型12.19%、2.52%、1.56%;相较于电荷比较法和脉冲梯度分析法,精度也分别提高了1.80%和5.91%。该模型结构简单,稳定性好,能够处理高维数据,具有较好的甄别效果和泛化能力。

基于NIR和GC-MS融合技术的浓香型白酒原酒等级鉴别

以蒸馏过程中不同等级的浓香型白酒原酒为研究对象,分别获取原酒的近红外光谱(nearinfrared spectroscopy,NIR)数据和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)数据。采用5点2次卷积平滑对NIR数据进行预处理后,利用竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)筛选光谱特征波数;结合Spearman等级相关系数、最大信息系数和随机森林变量重要性筛选GC-MS中影响原酒等级划分的关键风味成分(key flavor components,KC)。然后利用极端梯度提升树分别建立基于NIR和GC-MS以及融合数据的原酒等级鉴别模型。结果表明,基于CARS选择的光谱特征变量建立的模型预测准确率为89.66%,基于特征选择后的KC建立的模型预测准确率为94.83%,基于CARS+KC融合数据建立的模型分类准确率达到了98.28%。研究表明,将GC-MS数据和NIR数据的有效特征信息进行数据融合,可以改善单一检测技术对不同等级原酒特征信息表征不全面的缺点,在单一数据源的基础上提高原酒等级鉴别的准确率和稳定性,实验结果为原酒的等级鉴别以及白酒其他的质量控制提供了新的思路和理论基础。

基于卷积神经网络的白酒上甑探汽方法

针对白酒“探汽上甑”工艺在实现自动化过程中出现的探汽准确率低的问题,提出一种基于卷积神经网络的探汽方法。通过红外热成像仪采集甑锅内酒醅表面的红外图像并做预处理,再结合上甑工艺特点将图像分类,利用卷积神经网络训练得到探汽模型。训练结果表明,AlexNet、VGGNet⁃16、GoogLeNet、ResNet⁃18、DenseNet⁃37的探汽准确率分别为0.9970、0.9980、0.9942、0.9898、0.9970,综合考虑选用DenseNet⁃37做模型评估,测试集测试的精确率为0.9970,召回率为0.9970,F1分数为0.9969,表示该模型性能表现好,故能满足探汽上甑要求。

体素效率加权平均法求解核废物桶SGS效率

采用了一种基于体素效率加权平均的核废物桶SGS效率数值计算方法,通过空间点源效率函数确定断层中体素的无衰减效率,计算体素发射的γ射线进入探测器过程中在桶内介质中的衰减长度,结合介质的线衰减系数确定体素的衰减效率,对断层中所有体素的衰减效率进行加权平均,实现断层的衰减效率计算。结果表明:桶内^(137)Cs核素的活度重建偏差为-32.53%~19.38%,实验验证了该效率数值计算方法的有效性和准确性。

Sr^(2+) 在阳江花岗岩上的吸附行为

以阳江中低放核废物处置库围岩花岗岩为研究对象,通过静态吸附实验探究了阳江花岗岩围岩吸附Sr^(2+)的行为,详细研究了接触时间、初始浓度、反应温度、pH值、阴阳离子对花岗岩吸附行为的影响,并通过表征手段研究了阳江花岗岩的物化组成。结果表明:阳江花岗岩是一种主要由硅氧化物构成的岩石,吸附后其表面变得粗糙。吸附在5 d达到吸附平衡,属于化学吸附行为。吸附和Langmuir等温模型拟合效果更好,Sr^(2+)更多吸附在阳江花岗岩的表面。酸性和碱性环境均会削弱阳江花岗岩对Sr^(2+)的吸附能力,且升高温度和增大初始浓度均有利于吸附。地下水中存在的Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、NO_(3)^(-)均会抑制阳江花岗岩对Sr^(2+)的吸附,CO_(2)-3会和Sr^(2+)生成聚合物而干扰吸附。此研究可以为阳江中低放核废物处置库的安全评估提供一定参考。

攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属地球化学特征及污染评价

为了解攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属的特征及污染程度,采集了矿区表层土壤样品和两个土壤剖面,用多种分析方法有针对性地分析了Cu、Pb、Zn、Ti、V、Co、Ni、As、Cd、Cr、Hg、Mn十二种元素。在分析分布特征基础上,对重金属进行了污染物负荷指数评价,结果发现:1)攀枝花钒钛磁铁矿矿区表层土壤大部分属于中等污染,少数属于强污染,个别达到了极强污染;2)Co、V、Cu、Cd、Ti几种元素的最高污染系数大,Zn、Mn、Ni、Cr四种元素的最高污染系数次之,Hg、Pb两种元素的最高污染系数较小,As的最高污染系数最小;3)从各区域的污染物负荷指数来看,排土场周围和朱矿采矿场下游附近污染程度较大,远离矿区以及矿区上游污染较小。

钛钒铁间吸收增强效应研究及其校正

利用X射线荧光分析方法,采用电制冷Sic(PIN)探测器,对配制的Ti-V,Ti-Fe,V-Fe三种伪二元体系样品进行测量,得到了元素计数率归一系数(RK)与含量(WK)之间的关系曲线,对各组元素间的吸收-增强效应程度进行了定性分析。结果表明,Ti-V二元系中所表现的吸收增强效应较明显,Ti-Fe,V-Fe两种二元系中吸收增强现象不明显。同时,采用指数拟合的数学校正方法,对RK-WK关系曲线进行了拟合,从而获得元素X射线荧光计数率与含量的函数方程。利用三组Ti-V二元系样品对此方法进行检验,与实际结果相比,对Ti,V元素的相对分析误差均在0.2%以内。

用X射线荧光法评价攀枝花矿区重金属污染

采用能量色散X射线荧光分析仪分析了攀枝花矿区水系沉积物和土壤中重金属的浓度 ,评价了矿业活动对重金属污染的影响。结果表明 ,XRF方法可以有效分析矿区环境中重金属的含量 。

X射线荧光方法在矿区环境地球化学研究中的应用

采用自行研制的高灵敏度能量色散X射线荧光分析仪分析了攀枝花矿区水系沉积物中微量元素的浓度,并根据分析结果研究了矿区元素分布的地球化学特征,本项研究的主要目的是探讨X射线荧光分析技术在矿区环境地球化学研究中的可行性,探索矿区环境地球化学研究的方法技术.结果表明,XRF方法可以有效分析沉积物中元素的含量,进而进行环境地球化学研究.

EDXRF法矿浆品位在线分析系统的探讨

介绍了一套基于能量色散X射线荧光分析方法(EDXRF)的矿浆品位在线分析系统,该分析系统能对铁精矿磁选子系统的矿浆品位进行在线分析。经过现场初步应用和性能评价,该系统能够满足实际生产需要,完成选矿过程的连续在线分析,及时地指导生产,同时为高性能在线分析系统的国产化奠定了基础。

高探测效率氚测量仪

本文设计的高探测效率氚测量仪是集核探测、电子、信息处理等技术于一体,利用流气式正比计数器,采用先进的微处理器、数据和信息处理技术,具有低功耗、高探测效率的便携式测量仪器。经过应用实验表明,仪器性能指标为:坪长300V,坪斜0.608%/100V,探测下限0.221 Bq·cm-2(测量时间600s),仪器稳定性0.56%/h,仪器变异系数2.88%,探测效率84%(3H源,2π表面发射率1307min-1)。

特征参数分类法在XRF基体效应校正中的应用

特征参数和相似分类方法是一种新的基体效应校正方法。该方法的应用使得EDXRF在基体复杂的矿山及钢铁企业有了更为广阔的应用前景。介绍了其基本原理及在重钢应用效果。

放射性核素在不同介质中的迁移研究进展

从受关注的放射性核素、不同介质及实验模拟等方面,对当前放射性核素在不同介质中的迁移研究进展进行了较为全面的分析总结。提出了今后放射性核素迁移的重点研究方向:①核素在多介质之间的迁移研究;②核素在三维空间的迁移模式研究;③核素在非均匀介质中的迁移规律研究,特别是对其滞留机制的研究。

现场核技术方法在勘查金矿中的进展及应用

我国主要以化探手段找金，因而勘查金矿周期长、成本高、效益差。近年来，笔者在从事金矿勘查的研究中，引进了现场核技术勘查金矿的方法，将几种被证明有效的核技术方法综合应用，使其在进行野外研究和现场地质问题分析中，能提供必要、直接的参数。如何划分现场核技术方...

地学核技术识别成矿流体地球化学界面的试验

作者在本文中应用地学核技术方法进行了成矿流体地球化学界面的识别试验 ,结果表明 ,多元素 X射线荧光测量技术、地气中子活化分析技术、γ能谱测量技术均可有效地识别地球化学界面的标志。

攀矿铁精矿矿浆品位的原位EDXRF分析试验

铁精矿矿浆品位原位EDXRF（能量色散X射线荧光）分析试验在攀钢选矿厂进行，矿浆中水与矿粉体积比在2／5～2／1之间，在（L×W×H=8×2×20cm）的沉淀条件下，经过9min自然沉淀，静态测量（60s）；从测量结果看出：仪器分析周期约10min，与化学分析结果的绝对误差小于0．3％，并说明铁精矿矿浆品位在线分析完全可行，这为开发新型在线铁精矿矿浆品位的EDXRF分析仪器提供了依据。