利用半影锥成像诊断中子源区图像的新技术研究

项目名称： 利用半影锥成像诊断中子源区图像的新技术研究

项目编号： No.11205142

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学II

项目作者： 余波

作者单位： 中国工程物理研究院激光聚变研究中心

项目金额： 22万元

中文摘要： 中子成像是核物理领域的关键诊断技术，常用于中子源检测、核反应芯区测量。传统的中子半影成像所用的双锥型半影孔中空，加工无法达到5μm的精度；半影孔壁厚，X射线CT成像无法穿透。本项目针对半影孔加工和检测困难的缺点，使用蒙特卡罗程序设计了诊断能力与之一样，但加工和检测相对简单的半影锥成像系统。半影锥结构简单，电火花切割技术已能加工；形状细长，X射线CT成像可以检测。本项目包括理论设计半影锥成像系统、分析系统空间分辨率、分析系统加工和瞄准要求、研究图像重建方法；完成半影锥的加工和检测，以及半影锥成像的演示性实验。本项目提出的利用半影锥成像诊断中子源区图像的概念未见公开报道，也是目前解决国内编码装置加工难题的最佳技术途径。提供的中子源区高精度诊断方法，对中子诊断技术的发展，对中子辐射源的检测，对核实验、天体物理实验室模拟、惯性约束聚变和磁约束聚变研究中的内爆物理实验诊断等研究具有重要意义。

中文关键词： 中子成像；半影锥；Monte Carlo方法；X光微点源；重建算法

英文摘要： Neutron imaging is a key diagnostic technique in the nuclear physics and usually used to diagnose the neutron source and measure the core of nuclear reaction. The traditional aperture for neutron penumbral imaging is hollow, the fabrication precision is difficult to be satisfied; X-ray CT imaging cannot be used to detect because of the thickness. In order to reduce the difficulties of fabrication and detecting, the aperture is newly designed by Monte Carlo method. The diagnostic power of neutron penumbral cone imaging is the same as the neutron penumbral aperture imaging, but the penumbral cone can be easyly fabricated and detected. The structure of the penumbral cone is simple and can be machined by the electric spark incision technology. The shape of the penumbral cone is thin and can be detected by the X-ray CT imaging. The technique will be researched by the theory and experiment, Including designing the penumbral cone imaging system, analyzing the spatial resolution, estimating the aperture-fabrication error and misalignment, investigating the method of reconstruction in the theory; also finishing the machining and detecting of penumbral cone, and the demonstrating experiment. The project will provide a new idea of diagnosing the neutron source by penumbral cone imaging, which is the best technique way to s

英文关键词： Neutron Imaging；Aperture；Monte Carlo Method；Microfocus X-ray source；Reconstruction Algorithm