基于地统计空间插值的三维辐射场重构研究

针对源项未知情况下的三维辐射场获取问题,根据辐射场具有空间自相关性的特点,利用地统计空间插值中结合对数变换的普通克里金方法来进行辐射场重构。通过两个实测的辐射场数据集对该方法进行了测试,结果表明,该方法在选取Exponential模型或Spherical模型来进行半方差拟合,且测量点为随机选取的情况下,其重构结果平均偏差的平均值为21.51%~74.01%,证明了该方法在实际应用中具有一定的有效性和可行性。另外,对测量点分布情况与辐射场重构准确性之间的关系进行了初步分析,确定了测量点的分布应尽可能均匀的选取方案。

核设施退役作业场景动态三维辐射场模拟计算与可视化

针对给定的核设施退役作业过程场景构建了动态三维辐射场模型,对目标问题的三维辐射场进行了全范围中子、光子输运蒙特卡洛数值模拟计算与三维辐射剂量场可视化。计算了不同步长时以控制仪表及电路半导体为例的作业机械关键部位瞬时粒子注量率;并对计算结果进行了分析与验证,模拟结果与理论值一致。

基于全站仪定位的辐射场测量方法研究

在核设施检修或退役中,往往需要对现场的辐射剂量场进行测量。传统的剂量率仪不支持空间坐标测量,需要额外的坐标测量工具,且剂量测量和坐标测量不同步,使得测量效率受到限制。针对该问题,提出了一种基于全站仪定位的测量方法,可同时测量剂量率和对应的空间坐标,定位精度为mm级,研制了测量系统样机。使用样机对某个水泥固化放射性废物桶进行了测试实验,与蒙特卡罗计算结果进行对比,测量值与模拟值的相对偏差遵循正态分布,平均偏差为12.8%,标准偏差为9.37%,数量大约占96%的测量点位的相对偏差在[-30%,5%]的范围内,体现了较高的测量精度。对某核设施厂房的另外两个较为复杂的场景进行辐射场测量,使用对数变换普通克里金方法对离散的测量点进行辐射场插值计算,三维辐射场重构结果的平均相对偏差可控制在50%左右。结果表明通过基于全站仪的辐射场测量系统可对现场的三维辐射场进行重构,精度可以满足三维辐射场的应用需求。

基于VSLAM的三维γ剂量率场快速测量方法研究

针对核设施现场及数字化辐射防护系统对γ辐射场信息快速获取的需求,本文采用实时定位与地图构建技术(SLAM)结合γ剂量探测技术,解决室内场景高效测量γ剂量率辐射场并与数字化系统兼容的问题。根据场景传感器的特点,基于三色深度图像(红、绿、蓝色和深度,RGBD)相机研究视觉SLAM(VSLAM)算法和辐射测量数据同步与定位方法;建立了一套基于VSLAM的γ剂量率测量装置,测试了场景点云质量、轨迹定位精度和γ剂量率模块性能;选择某核设施现场进行实验,分析了测量效率、定位准确性和数字化系统兼容能力。结果表明,建立的VSLAMγ剂量率测量方法及相应装置,测量效率高、定位准确,且现场应用良好、数字化系统兼容,具有较广阔的应用前景。

秦山一期堆本体退役源项估算及辐射场可视化

针对我国秦山一期核反应堆实际情况,利用蒙特卡罗程序建立了细化到燃料棒结构的全堆芯pinby-pin模型进行中子输运计算,并对计算模型的可靠性进行了验证;基于堆本体结构部件的几何参数、材料参数及堆本体中子注量率分布,在假定功率运行史的情况下,利用燃耗计算程序计算了反应堆停堆后的中子活化产物作为堆本体退役源项的估算结果,并对源项产生的三维辐射场剂量分布情况进行了可视化建模与分析,模拟结果与理论分析一致。本研究是下一步建立我国秦山核电厂退役技术安全验证和虚拟仿真平台的关键性基础工作。

基于辐射场梯度变化的变权重网格划分方法

三维辐射场数据是进行剂量评估与优化的基础,为了更好地解决辐射场数据的快速计算与三维可视化显示的难题,该文基于辐射场梯度变化提出了一种变权重的非均匀网格划分方法,可根据辐射场的梯度变化划分出疏密程度不同的三维计算网格,兼顾辐射场数据的计算精度与计算效率,并使用点核积分程序对该网格划分方法进行了计算验证。结果表明,在计算精度几乎相同时,变权重的非均匀网格划分方法能够有效地缩短辐射场的计算时间,较大程度地提高点核积分方法的计算效率,同时该网格划分方法也表现出更好的辐射场显示效果。该研究可为点核积分方法在核设施三维辐射场可视化计算与剂量评估方面的应用提供技术支持。