對裂變室測量信號(hào)進(jìn)行處理的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于確定可裂變物質(zhì)沉積物的有效質(zhì)量的方法，該方法的特征在于包括以下步驟：Ａ）測量步驟（Ｅ１），測量有效質(zhì)量已知的可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率，以形成矩陣［Ｃ］０，Ｂ）測量步驟（Ｅ２），測量可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率，以形成矩陣［Ｃ］，以及Ｃ）計(jì)算步驟（Ｅ３），計(jì)算矩陣［ｍ］形式的待確定有效質(zhì)量，使得：［ｍ］＝［Ｃ］．Ｉ（［ａ］×（［ａ］０－１×［ｍ］０－１×［Ｃ］０）），矩陣［ａ］是有效質(zhì)量待確定的可裂變物質(zhì)沉積物的同位素分析的已知矩陣，矩陣［ａ］０－１是與有效質(zhì)量已知的可裂變物質(zhì)沉積物相關(guān)聯(lián)的同位素分析的已知矩陣［ａ］０的逆矩陣，矩陣［ｍ］０－１是已知矩陣［ｍ］０的逆矩陣，其中，矩陣［ｍ］０的系數(shù)是已知有效質(zhì)量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
及
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)涉及無損測量技術(shù)的領(lǐng)域。更具體來講，本專利技術(shù)涉及一種對測量信號(hào)進(jìn)行處理的方法，其中，所述測量信號(hào)由 裂變室提供并通過有源中子探詢法獲得。本專利技術(shù)的處理方法尤其適用于處理由裂變室校準(zhǔn)裝置提供的原始信號(hào)，所述裂變 室校準(zhǔn)裝置例如是由本申請人在同一天提交的、名為“Deviceto measure count rates and associated fission chamber calibration device”的專利申請中所述的裝置，本申請中 對這些裝置進(jìn)行了復(fù)述。裂變室用于檢測中子。裂變室包含可裂變物質(zhì)以及能夠被電離的氣體。在中子的 作用下，可裂變物質(zhì)發(fā)射使所述氣體電離的粒子。電離氣體量反映了裂變室中接收的中子 的數(shù)量。僅有一部分被稱為“有效質(zhì)量”的可裂變物質(zhì)參與了使所述氣體電離的所述粒子 的發(fā)射。實(shí)際上，有關(guān)有效質(zhì)量的精確信息對于確定絕對物理量(即，中子通量或譜指數(shù)) 而言是必需的。本專利技術(shù)的處理方法可用于根據(jù)由諸如上述裝置的校準(zhǔn)裝置提供的測量值來 計(jì)算可裂變同位素的有效質(zhì)量。截至目前，在核反應(yīng)堆中，裂變室的校準(zhǔn)是以熱譜(或熱柱)或者裂變譜的方式進(jìn) 行的。在這方面已經(jīng)開發(fā)了多種校準(zhǔn)方法。這些方法都需要使用并且能夠獲得研究反應(yīng)堆 (research reactor)。出于安全原因，這些方法需要建立繁瑣的實(shí)驗(yàn)程序，因此成本非常 高。此外，世界范圍內(nèi)配備了校準(zhǔn)裝置的研究反應(yīng)堆的數(shù)量不斷減少，因此，如果想要對裂 變室進(jìn)行校準(zhǔn)，可能需要出趟遠(yuǎn)門。本專利技術(shù)的處理方法能夠?qū)α炎兪业挠行з|(zhì)量進(jìn)行可靠、精確、可控的確定，而不存 在上述缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種用于確定分別放置在N個(gè)測量裂變室中的N個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物 的有效質(zhì)量方法，其中，N是1或更大的整數(shù)，所述方法的特征在于包括以下步驟A)第一測量步驟，其中，測量分別放置在N個(gè)校準(zhǔn)裂變室中的有效質(zhì)量已知的N個(gè) 可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率(count rate)，以形成已知可裂變物質(zhì)堆的計(jì)數(shù)率矩陣。， 其中，所述N個(gè)校準(zhǔn)裂變室的外部尺寸分別與所述N個(gè)測量裂變室相同，B)第二測量步驟，在此期間，測量放置在所述N個(gè)測量裂變室中的N個(gè)可裂變物質(zhì) 沉積物的計(jì)數(shù)率，以形成這些可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率矩陣，所述第二測量步驟是在 與執(zhí)行第一測量步驟的測量條件相同的測量條件下執(zhí)行的，以及 C)計(jì)算步驟，計(jì)算列矩陣，使得 = , I(x(/χ；1 X 0))，矩陣的系數(shù)是待確定的有效質(zhì)量，符號(hào)“.I”和“X”分別是“矩陣除法”運(yùn)算 符和“矩陣乘積”運(yùn)算符，而矩陣，^和^分別是-矩陣，與有效質(zhì)量待確定的N個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物相關(guān)聯(lián)的同位素分析的已3知矩陣，-矩陣/，與有效質(zhì)量已知的N個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物相關(guān)聯(lián)的同位素分析的已 知矩陣:，已知矩陣的方差矩陣var，使得var= {var+ (varx + var)}./ |x J)其中-var 是矩陣C的方差矩陣，-var 是矩陣的方差矩陣，-var 是矩陣的方差矩陣，從而W =M1 X W丨 X 是由項(xiàng)Hiij的平方組成的矩陣，項(xiàng)Hiij是矩陣的系數(shù)，i是與矩陣的行相 關(guān)的索引，而j是與矩陣的列相關(guān)的索引，-的系數(shù)，i是與該陣的行相 關(guān)的索引，而j是與矩陣的列相關(guān)的索引，-的系數(shù)，i是與矩陣的行相 關(guān)的索引，而j是與矩陣的列相關(guān)的索引，-是由項(xiàng)( X X DOij是乘積矩陣 X 的系數(shù)，i是與矩陣的行相關(guān)的索引，而j是與矩陣的列相關(guān)的索引。實(shí)質(zhì)上，本專利技術(shù)包括三部分a)把經(jīng)由矩陣方程組可以結(jié)合有效質(zhì)量來表達(dá)針對裂變室而記錄的計(jì)數(shù)率的問 題等同于所述裂變室的同位素成分，并且等同于與所考慮的校準(zhǔn)裝置構(gòu)造相關(guān)的中子譜中 的同位素的每單位質(zhì)量的有效宏觀裂變截面，b) 一級(jí)校準(zhǔn)，其意在確定在給定的校準(zhǔn)裝置構(gòu)造中不同的感興趣同位素的每單位 質(zhì)量的有效宏觀截面(此步驟需要使用有效質(zhì)量和同位素成分明確已知的初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裂變 室，這些初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以由具體制造得出，或者已經(jīng)在另一臺(tái)校準(zhǔn)裝置(例如，反應(yīng)堆)中預(yù) 先進(jìn)行了校準(zhǔn))，c) 二級(jí)校準(zhǔn)，基于在所述校準(zhǔn)裝置中通過有源中子探詢法得到的對同位素成分和 計(jì)數(shù)率的了解，可以確定裂變室中包含的主要同位素的有效質(zhì)量。本專利技術(shù)的處理方法可用于所有錒類元素，并使用快中子配置中的校準(zhǔn)裝置，可以 獲得與反應(yīng)堆中得到的校準(zhǔn)精度相當(dāng)?shù)男?zhǔn)精度。對于熱中子配置中的校準(zhǔn)裝置，本專利技術(shù)的處理方法可以獲得與針對具有熱中子的 可裂變同位素的反應(yīng)堆中得到的校準(zhǔn)精度相當(dāng)?shù)男?zhǔn)精度。附圖說明參照附圖閱讀了優(yōu)選實(shí)施例之后，本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明了，附4圖中-圖1給出了作為計(jì)數(shù)率測量裝置的一部分的測量單元(measurementcell)的框 圖，其中，計(jì)數(shù)率測量裝置提供了能夠利用本專利技術(shù)的方法進(jìn)行處理的測量信號(hào)；-圖2示出了作為計(jì)數(shù)率測量裝置的一部分的第一結(jié)構(gòu)示例的局部剖視圖，其中， 計(jì)數(shù)率測量裝置提供了能夠利用本專利技術(shù)的方法進(jìn)行處理的測量信號(hào)；-圖3是作為計(jì)數(shù)率測量裝置的一部分的第二結(jié)構(gòu)示例的局部剖視圖，其中，計(jì)數(shù) 率測量裝置提供了能夠利用本專利技術(shù)的方法進(jìn)行處理的測量信號(hào)；-圖4是用于裂變室的計(jì)數(shù)率裝置的框圖，該裝置提供了能夠利用本專利技術(shù)的方法 進(jìn)行處理的測量信號(hào)；-圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的處理測量信號(hào)的方法的框圖；-圖6是裂變室校準(zhǔn)裝置的框圖，該裂變室校準(zhǔn)裝置應(yīng)用本專利技術(shù)的方法來處理測量信號(hào)。 在所有附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。 具體實(shí)施例方式作為非限制性示例，圖1-4示出了一種裂變室計(jì)數(shù)率測量裝置，所述計(jì)數(shù)率測量 裝置提供了能夠利用本專利技術(shù)的方法進(jìn)行處理的計(jì)數(shù)率測量值。圖1示出了作為所述計(jì)數(shù)率測量裝置的一部分的測量單元。測量單元1包括外殼 (enclosure) 2和中子計(jì)數(shù)器K，外殼2包含其中形成了空腔4的材料3。形成外殼2的材料 例如是聚乙烯，材料3例如是石墨。在材料3內(nèi)部形成有能夠容納裂變室的縱向腔5。在材 料3內(nèi)部，于空腔5附近放置了中子發(fā)生器6。圓柱腔5經(jīng)由開口 0通向空腔4。在圖1所 示的實(shí)施方式中，中子計(jì)數(shù)器K放置在外殼2附近。本專利技術(shù)還考慮了中子計(jì)數(shù)器位于外殼 2內(nèi)部的情況。圖2是作為計(jì)數(shù)率測量裝置的一部分的第一示范結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖2所示的結(jié)構(gòu)意在獲得快中子譜。空腔5包含兩個(gè)同軸圓柱殼(housing) 8、9， 殼8包圍著殼9。殼8和9例如是不銹鋼的，厚度為1毫米。薄片材料13，例如，1毫米厚的 鎘箔覆蓋了圓柱9的外表面。薄片材料13的功能是捕獲熱中子，即，能量低于0. 625eV的中 子。在將薄片材料13與殼8隔開的空間內(nèi)放置了材料塊10。材料10，例如B0R0LENE(即， 硼和聚乙烯)的厚度為16毫米。兩個(gè)對準(zhǔn)襯套(bushing) 15和16適當(dāng)固定，使圓柱殼8 和9在空腔5內(nèi)對準(zhǔn)。抵接件(abutments在對準(zhǔn)襯套16 —側(cè)封閉該空腔。裂變室CH位 于圓柱殼9的內(nèi)部。裂變室的第一端連接到連接元件12，該連接元件收集通過使裂變室中 包含的氣體電離而生成的電子。裂變室的第一端與開口 0之間的距離為D，裂變室的另一端 與抵接件B之間的距離為d。連接元件12連接到剛性同軸電纜11。空腔4中放置了圓柱 管17，例如，與圓柱殼9對準(zhǔn)的厚度為1毫米的不銹鋼管。對準(zhǔn)襯套14將剛性同軸電纜11 保持在圓本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于確定分別放置在Ｎ個(gè)測量裂變室中的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物的有效質(zhì)量的方法，其中，Ｎ是１或更大的整數(shù)，所述方法的特征在于包括以下步驟：Ａ）第一測量步驟（Ｅ１），在此期間測量分別放置在Ｎ個(gè)校準(zhǔn)裂變室中的有效質(zhì)量已知的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率，以形成已知可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率矩陣［Ｃ］↓［０］，其中，所述Ｎ個(gè)校準(zhǔn)裂變室的外部尺寸分別與所述Ｎ個(gè)測量裂變室相同，Ｂ）第二測量步驟（Ｅ２），在此期間測量放置在所述Ｎ個(gè)測量裂變室中的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率，以形成可裂變物質(zhì)沉積物的計(jì)數(shù)率矩陣［Ｃ］，所述第二測量步驟是在與執(zhí)行所述第一測量步驟的測量條件相同的測量條件下執(zhí)行的，以及Ｃ）計(jì)算步驟（Ｅ３），計(jì)算列矩陣［ｍ］，使得：［ｍ］＝［Ｃ］．Ｉ（［ａ］×（［ａ］↓［０］↑［－１］×［ｍ］↓［０］↑［－１］×［Ｃ］↓［０］）），矩陣［ｍ］的系數(shù)是待確定的有效質(zhì)量，符號(hào)“．Ｉ”和“×”分別是“矩陣除法”運(yùn)算符和“矩陣乘積”運(yùn)算符，而矩陣［ａ］，［ａ］↓［０］↑［－１］和［ｍ］↓［０］↑［－１］分別是：矩陣［ａ］，與有效質(zhì)量待確定的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物相關(guān)聯(lián)的同位素分析的已知矩陣，矩陣［ａ］↓［０］↑［－１］，與有效質(zhì)量已知的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物相關(guān)聯(lián)的同位素分析的已知矩陣［ａ］↓［０］的逆矩陣，矩陣［ｍ］↓［０］↑［－１］，已知矩陣［ｍ］↓［０］的逆矩陣，其中，矩陣［ｍ］↓［０］的系數(shù)是已知的Ｎ個(gè)可裂變物質(zhì)沉積物的已知有效質(zhì)量。...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：珍妮帕斯卡哈德洛特，珍妮米歇爾吉拉德，
申請(專利權(quán))人：原子能和替代能源委員會(huì)，
類型：發(fā)明
國別省市：FR