科创中国

采用基于MCNP5的Monte Carlo模拟方法对多晶体航空γ能谱仪用于地面辐射监测进行模拟仿真.鉴于目前航空γ能谱仪主要用于资源勘探,对137Cs以及131I低能射线探测并不关注.本文以地面辐射为监测目标,通过建立多晶体航空γ能谱仪探测装置的Monte Carlo模拟模型,获得137Cs以及131I的模拟电子脉冲能量幅度分布谱,然后用计算得到的全能峰高斯展宽系数对模拟电子脉冲能量幅度分布谱进行高斯展宽,并对不同探测条件下最小可探测活度(Minimum detectable activity,MDA)进行计算.结果表明,Monte Carlo模拟方法能较好地对地面辐射监测进行仿真,在相同测量条件下,探测器外置计数比探测器内置计数大,且探测器外置时MDA优于探测器内置时MDA.所以实际航测过程中,建议采用探测器外置的方式,以减小MDA值.

为了获取目标和背景的偏振信息,提高地面目标识别的准确度,提出一种光谱偏振成像探测系统.该系统采用旋转偏振片的方式对入射光的偏振状态进行调制,通过旋转滤光片进行光谱选择,从而实现光谱偏振成像探测.通过对该系统偏振度的探测精度进行实验测试,结果表明,所设计的光谱偏振成像探测系统达到4%的探测精度.利用该系统对地物背景中的迷彩伪装板进行了探测实验,分析所得的偏振度图像发现,目标在背景中较为明显,与草地及土壤背景区域偏振度的差值分别达到0.292和0.283.

在脉冲辐射混合场(n,γ)中进行γ射线参数测量,要求探测器系统必须有很快的时间响应,还应有很高的γ/n分辨能力.本文详述了切伦科夫(Cherenkov)辐射原理,用蒙特卡罗软件MCNP模拟计算了γ、中子在不同光纤阵列材料中的能量沉积,根据计算结果选择铅玻璃作为光纤阵列切伦科夫辐射体,配合常聚甲基丙烯甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)塑料光纤光导传输,由光电倍增管转换为电信号输出,研制了一种γ灵敏切伦科夫铅玻璃光纤阵列探测器.在中国原子能科学研究院的600 k V高压倍加器上进行了14.1 MeV中子灵敏度实验,又在西北核技术研究所60Co源上完成了1.25 MeVγ灵敏度实验.实验数据与模拟结果推算得出的数据基本相符,表明该探测器系统具有较高的γ/n分辨能力,可满足在脉冲中子、γ辐射混合场中对γ射线参数测量的分辨能力要求.

使用快中子辐照ThO2样品,测量233Pa的特征γ射线得到232Th发生俘获反应后233U产生率及俘获反应平均截面,利用ENDFB-VII.1、CENDL-3.1、JENDL-4.0、BROND2.2数据库截面数据算得232Th俘获反应平均截面,并与实验结果进行了比较.入射快中子注量为2.99*1013 cm-2时,233U产生率为4.01*10-12,相对标准不确定度为6.1%.232Th俘获平均反应截面为134.3 mb,相对标准不确定度为12.4%,由CENDL-3.1计算的俘获反应平均截面相比实验结果小18.5%.

提出了一种利用光学衰减片与电机组合,扩展透射式能见度仪动态范围的方法。通过改变加载到L ED光源的调制信号的幅度,控制L ED光源的发射光强;设计测量系统,选择固定透过率的衰减片;设置合理的系统阈值完成数据测量。对测量数据作拟合分析,结果表明:采用透过率为60%的中性密度衰减片,系统动态范围扩展了0.6倍;透过率为12%时,系统动态范围扩展了6.9倍。同时,通过选择不同透过率的中性密度衰减片,可实现系统动态范围的灵活扩展。

根据美国Small Boy试验的近场远爆心区域(Off-site)剂量场分布图,计算了不同区域内沉降至地面的放射性活度累积份额,结合动力学沉降预报程序给出的不同粒径粒子落地范围,计算得到了不同放射性活度累积份额下的粒子粒径下限.结果表明,试验产生的百微米以上粒径的粒子携带的放射性活度份额约为Bridgeman方程估算结果的86%.本方法可以扩展至不同爆高的地面爆炸场景,分析其近区沉降物的放射性份额,对于优化放射性沉降预报程序具有一定价值;对于发展分凝模型、分析放射性物质在各种粒子中的分布规律等具有重要意义.

从坐标转换的角度进行三维空间圆柱面的拟合,过程中灵活选取参数值,不仅达到了减少参数的目的,而且精度没有损失,且能将测量坐标转换到圆柱标准坐标系下.通过实例计算结果和基于遗传算法的方法比较,发现二者精度相同,验证了该方法的正确性和有效性.最后对标准三维圆柱坐标在平面显示,这样有助于对圆柱的后续处理,具有很好的实用价值.

为了研究探测光波长的漂移对能见度测量的影响。从Koschmieder经验公式的定义出发,根据实验测得400 nm~1100 nm波段的气溶胶透过率,分析研究探测光波长漂移对能见度测量结果的影响。结果表明,能见度测量的相对误差与探测光波长和波长的漂移范围以及气溶胶消光特性有关,能见度测量的相对误差随着探测光的波长漂移范围线性增大,随着波长漂移范围的增大,各个波长的能见度测量相对误差线性增大的速率不同,对于相同的波长漂移范围,使用不同的探测光波长产生的能见度测量相对误差不同。对于某一大气环境,使用特定的波长而且中心波长稳定的光作为探测光可以明显减小由于探测光波长漂移引起的能见度测量相对误差。

闪烁体是同步辐射X射线成像探测器的重要组成部分,它将入射x射线转换为可见光,再由可见光成像探测器接收成像.闪烁体的厚度对成像的空间分辨率、图像衬度有较大的影响,选取合适的厚度的闪烁体,与探测器物镜(数值孔径)及x射线能量等实验条件达到最理想的匹配,将有助于获得高质量的X射线成像结果.但目前上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)用户在开展x射线成像实验时,基本都未考虑到闪烁体厚度对成像质量影响的这个因素,难以获得最佳图像质量的实验结果.本文先根据理论的分辨率曲线预测了探测器各个镜头的闪烁体的最佳匹配厚度,并利用上海光源成像线站(BL13W1)配备的PC02000探测器以及不同厚度的YAG闪烁体进行了实验验证,经过对实验结果的图像衬度进行分析,获得了探测器各个物镜镜头的最佳匹配闪烁体厚度,实验结果与理论预测值基本相符,这将为上海光源成像线站基于透镜耦合的X射线成像探测器的高效使用提供指导.

The existing research of steering efficiency mainly focuses on the mechanism efficiency of steering system,aiming at designing and optimizing the mechanism of steering system.In the development of assist steering system especially the evaluation of its comfort,the steering efficiency of driver physiological output usually are not considered,because this physiological output is difficult to measure or to estimate,and the objective evaluation of steering comfort therefore cannot be conducted with movement efficiency perspective.In order to take a further step to the objective evaluation of steering comfort,an estimating method for the steering efficiency of the driver was developed based on the research of the relationship between the steering force and muscle activity.First,the steering forces in the steering wheel plane and the electromyography(EMG)signals of the primary muscles were measured.These primary muscles are the muscles in shoulder and upper arm which mainly produced the steering torque,and their functions in steering maneuver were identified previously.Next,based on the multiple regressions of the steering force and EMG signals,both the effective steering force and the total force capacity of driver in steering maneuver were calculated.Finally,the steering efficiency of driver was estimated by means of the estimated effective force and the total force capacity,which represented the information of driver physiological output of the primary muscles.This research develops a novel estimating method for driver steering efficiency of driver physiological output,including the estimation of both steering force and the force capacity of primary muscles with EMG signals,and will benefit to evaluate the steering comfort with an objective perspective.