二维辐射监测系统的研制

论文摘要

具有位置分辨能力和能谱分析能力的辐射监测系统在很多领域都有广泛的应用:放射源的贮藏和运输,核废物的处理,反恐怖,交通口岸货物放射性检测,环境辐射污染检测,核电站及反应堆检测,放射性实验室以及医疗部门检测等。目前国内尚无类似的监测系统。本课题研制的二维辐射监测系统,采用改良均匀冗余阵型(MURA)的铅制编码板作为准直器,NaI(Tl)切割晶体和H8500的平板型位置灵敏光电倍增管构成系统的探测器,系统的电子学为我们自行开发的高速读出电路。通过将二维辐射图像和光学图像融合,系统可以给出放射源在环境中的位置信息,方便了放射源的实际定位。另外此系统还能对放射源的能谱进行分析,可以对放射源的种类加以确定。该系统视野较大,而且可以达到在保持一定空间分辨率的情况下达到较高的探测效率和较好的图像质量,尤其适用于环境中较弱辐射源的监测。本论文给出了该系统的设计思路,重点介绍了编码板准直器参数的设计,并给出了模拟和实验结果,最后对系统的指标进行了评价并提出了今后改进的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 本章引论
• 1.2 辐射监测系统背景介绍
• 1.2.1 辐射监测系统的主要应用领域
• 1.2.2 辐射监测的主要手段
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 编码板成像技术简介
• 1.3.1 传统的二维成像方法
• 1.3.2 编码板准直器的提出
• 1.3.3 编码板成像技术的优缺点及应用
• 1.4 本文研究的主要内容和主要贡献
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 各章内容简介
• 1.4.3 本文的主要贡献
• 第2章 编码板系统参数的设计
• 2.1 本章引论
• 2.2 编码板准直器成像的基本原理
• 2.3 编码板系统参数的选择
• 2.3.1 系统概述及设计目标
• 2.3.2 编码板的材料选择
• 2.3.3 编码板编码模式和几何结构的选择
• 2.3.4 探测器对编码板的采样因子
• 2.3.5 编码板到探测器的距离
• 2.3.6 编码板的孔型
• 2.3.7 编码板的厚度
• 2.3.8 编码板系统参数设计小结
• 第3章 电子学及屏蔽外壳的设计
• 3.1 系统的电子学设计
• 3.2 系统屏蔽外壳设计
• 第4章 图像融合
• 4.1 图像融合概述
• 4.1.1 图像配准的原理和概念
• 4.1.2 图像配准的步骤
• 4.2 图像融合
• 第5章 实验过程、结果及系统指标评价
• 5.1 本章引论
• 5.2 电子学调试
• 5.3 泛场实验
• 5.4 编码板位置校正
• 5.5 实验结果及系统的指标评价
• 5.5.1 系统的探测效率
• 5.5.2 系统的空间分辨率
• 5.5.3 系统的视野
• 5.5.4 图像后处理及辐射图像与光学图像融合
• 5.5.5 能谱测定
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 研究总结
• 6.2 需进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 关于编码板成像的边缘效应的说明
• 附录B 电荷差分部分电路原理图
• 附录C 系统屏蔽外壳设计图
• 附录D 图像融合程序
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果