一种利用光子图像解决深度学习中子CT缺乏成对数据的方法

由于缺少高质量成对数据集,深度学习在中子层析(CT)重建中的应用与发展受到了严重阻碍。虽然中子层析和光子层析成像原理都基于Radon变换,但二者在粒子输运过程中的成像特征不同,所以光子层析图像训练的网络无法直接用于解决中子层析成像的重建问题。为此,本文提出了一种可以解决光子和中子层析成像迁移过程中概率分布差异问题的无监督域适应网络。该方法通过引入最大均值差异计算以减小光子与中子层析图像特征之间的分布差异,并通过小波变换与卷积神经网络相结合的方式增强重建的有效特征。与其他算法的对比验证表明,该方法能够从低投影通量下的中子层析结果中重建出高质量的中子层析图像,有效缓解了低投影通量下中子层析成像退化的问题。

ART算法中松弛因子对中子CT成像结果的影响研究

ART算法是CT重建迭代算法中重要和经典的算法,而松弛因子是ART算法中的重要参数。由建于绵阳的冷中子照相装置采集得到投影图像,本文研究了松弛因子对ART重建算法重建图像收敛速度的影响和对重建图像质量的影响,从兼顾质量和效率的角度出发,给出了松弛因子的选择范围,对中子CT成像迭代重建具有重要参考意义。

利用中子CT技术定量分析钛合金含氢量的理论研究

钛合金机械性能受氢含量的影响,由于中子与氢反应截面相对于钛合金基底要大得多,因此中子照相技术在钛合金氢含量定量分析中具有潜在应用价值。为将中子照相技术应用于钛合金含氢量定量分析中,提出了通过钛合金标准件与含氢样品的中子CT图像获取氢分布状况的方法;推导出计算钛合金含氢量的公式,并通过蒙特卡罗方法模拟了不同厚度、不同含氢量的钛合金来验证该公式的正确性。

基于Micromegas探测技术的中子CT可行性研究(英文)

在培育新品种过程中能够实时掌握了解土壤中植物根系的形态以及其生长情况将为植物学家提供很多不可或缺的信息。对基于micromegas探测技术的中子CT在这一新应用的试验环境进行了仿真模拟,通过三维图像重建后,得到了令人满意的预期结果。首先通过Geant4和Garfield模拟计算利用聚乙烯薄膜作为中子转换层的micromegas中子探测器,得到了非常理想的位置分辨,说明基于micromegas探测技术建立中子CT照相系统的可行性。然后利用MCNP仿真模拟14 MeV中子CT的实验环境,最后由Mat-lab程序进行图像重建。

一种热中子CT图像预处理与后处理的集成方法

热中子CT成像是一种极为重要的核成像技术,借以进行被检物的无损检测与无损评价。针对热中子CT成像过程中产生一系列导致CT图像降质的因素,本文在探讨了影响中子CT成像图像降质的一些因素基础上,提出了将成像过程中的图像预处理与后处理技术进行统一考察和集成处理的方案。研究结果表明,基于MATLABGUI集成处理器,研究开发了一套集图像预处理与后处理技术于一体的处理程序分析方法,能够有效改善热中子CT成像的图像质量,为无损检测与评价提供可靠的保证,对热中子CT成像技术研究具有参考价值。

基于中子IP板的核燃料元件间接中子CT实验方法研究

中子照相作为一种无损检测技术是分析和确定核燃料元件缺陷的重要手段。中国原子能科学研究院中子照相团队依托中国先进研究堆(CARR)中子照相测试平台,搭建了核燃料元件间接中子CT装置,并开展核燃料元件模拟件的间接三维中子成像技术研究。本文首先采用蒙特卡罗模拟方法优化确定了样品环境转移屏蔽容器的关键参数并研制出屏蔽容器,并基于该装置开展了核燃料元件模拟件的间接中子CT照相实验,从获得的三维实验数据可观测到尺寸约0.35 mm模拟芯块缺陷。实验结果表明,该装置可满足核燃料元件的间接中子CT实验检测。同时初步研究了基于IP板的间接中子成像数据处理的制约因素和方法,为后续进一步利用金属转换屏替代中子IP板等技术,真正实现乏燃料元件无损检测应用提供实验指导。

软熔过程中烧结矿和块矿的交互作用

为更好地明晰块矿的软熔行为并优化其在高炉内的使用,以烧结矿和澳大利亚纽曼混合块矿为研究对象,分别就两者在软熔过程中的物理和化学交互作用进行了试验研究。通过使用中子CT扫描软熔试验试样,发现1 450℃时烧结矿与纽曼混合块矿的混合炉料孔隙度要高于两者单一炉料,即两者间存在着物理交互作用;通过采用扫描电镜和电子探针分析发现,1 200~1 300℃温度范围内烧结矿中钙和镁扩散到了块矿中,两者发生了明显的化学交互作用。在物理和化学交互共同作用下,配加约20%纽曼混合块矿的混合炉料软熔行为得到了明显改善,且其性能相似或略好于同碱度的单一烧结矿炉料,这表明块矿和烧结矿混合后能在高炉内形成温度区间更窄、位置更低、透气性更好的软熔带。