[发明专利]一种核燃料组件高能X射线无损检测装置

权利要求书

1.一种核燃料组件高能X射线无损检测装置，其特征在于，其包括一加速器系统、一探测采集系统、一图像处理重构系统和一远程控制系统，其中，

所述加速度系统包括一射线机头和一前准直器单元，所述射线机头在所述远程控制系统的控制下，按照预设的高、低能X射线探测脉冲时序向核燃料组件发射高、低能X射线；所述前准直器单元，置放在所述射线机头的出束端，用以对X射线流进行准直；

所述探测采集系统包括一采集输出单元和一采集系统屏蔽机构，所述采集输出单元接收经过所述核燃料组件的高、低能X射线的电信号，并处理得出被探测物质的密度分布；所述采集系统屏蔽机构，其将所述探测采集系统的元件屏蔽在其内，其采用铅屏蔽材料，所述铅屏蔽材料的厚度通过蒙特卡洛方法将辐照后核燃料组件不同时期发射的γ射线的强度与高能X射线的强度进行比较计算而得出；

所述图像处理重构系统，其采用分水岭算法和水平集相结合的算法对接收的图像信息进行处理；

所述远程控制系统，其控制所述加速度系统、探测采集系统和图像处理重构系统，并且利用蒙塔卡罗方法设定加速器系统对于不同X射线脉冲时序，以及探测采集系统的输出时序。

2.根据权利要求1所述的核燃料组件高能X射线无损检测装置，其特征在于，所述探测采集系统还包括一中子慢化单元、一探测器阵列模块和一后准直器单元，其中，

所述后准直器单元与所述前准直器单元的开关控制状态同步，分别受所述远程控制单元的控制，按照预先设置的准直缝隙尺寸打开两个准直器；

所述中子慢化单元至于所述后准直器前方，以屏蔽和吸收来自所述核燃料组件裂变产生的中子；

所述探测器阵列模块置于所述后所述准直器单元后方，其将射入的光子信号转换为电信号；

所述采集系统屏蔽机构设置在所述后准直器单元的后方。

3.根据权利要求1或2所述的核燃料组件高能X射线无损检测装置，其特征在于，所述采集系统屏蔽机构的铅屏蔽材料的厚度的确定过程为：确定卸料后核燃料组件的特定时期的放射性强度及高能X射线强度；根据上述确定的射线强度，查找辐射防护标准体系表，找出不同能量X射线及γ射线的半减弱层厚度值d0，近似算出所需铅屏蔽厚度d；利用蒙特卡洛方法模拟计算高能X射线及核燃料组件的强γ射线穿过该近似计算的铅屏蔽厚度之后的射线强度，分析透过铅屏蔽层后的射线对探测采集系统中模块及元件的影响，确定最终的铅屏蔽层厚度。

4.根据权利要求3所述的核燃料组件高能X射线无损检测装置，其特征在于，利用蒙特卡洛方法确定衰减后的X射线强度的计算公式为（1）、（2）；

μ=σγN=NAρA---(1)]]>

I(x)=I₀e^-μx              （2）

式中，μ为线性衰减系数，σ_γ为微观截面，N_A为阿伏伽德罗常数，N为原子密度，ρ和A为吸收物质的密度和材料元素的原子量，I₀为X射线初始强度，I(x)为衰减后的X射线的强度。

最终确定的铅屏蔽厚度为：

HLV=0.693μ---(3)]]>

式中，μ为线性衰减系数，HLV为半价层。