[发明专利]核燃料棒富集度无源检测系统及富集度重构方法

权利要求书

1.一种基于EM迭代算法以及核燃料棒富集度无源检测系统的核燃料棒富集度重构方法，所述系统包括：多个依次串行等间距排列的探测器以及处理单元，其中探测器为多边形伽马射线探测器，且探测器的中间具有允许核燃料棒通过的孔洞，处理单元用于接收和处理探测器的测量结果，其中核燃料棒由多个大小相同且沿核燃料棒的轴向分布的芯块构成，测量时核燃料棒匀速经由孔洞依次经过多个探测器，在一个单位时间内核燃料棒移动与探测器的间距相同的距离且探测器进行一次测量，其特征在于，包括：

通过对目标芯块依次经过多个探测器时的计数进行测量，获取探测器对核燃料棒中各个芯块的响应分布；

将各个探测器所探测到的目标芯块全能峰计数率的平均值作为迭代的初始值；

通过EM迭代算法的正投影，依据响应分布、迭代的初始值以及所有探测器在核燃料棒运动时间t处对所有芯块的测量值得到估计值；

将目标芯块经过各个探测器时各个探测器相应的测量值叠加得到真实值，记为count^t；

通过EM迭代算法的反投影，依据估计值与真实值的比值对全能峰计数率进行修正；以及

将进行修正后的全能峰计数率作为新的迭代的初始值重复依次进行EM迭代算法的正投影和反投影直至得到达到预期标准的全能峰计数率；

其中获取探测器对核燃料棒中所有芯块的响应分布包括：

测量一个单个的芯块移动经过所有探测器，所有探测器各个时刻的全能峰计数率，并将测量结果进行归一化处理以作为核燃料棒中第一个芯块的响应分布。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：依据实验标定的全能峰计数率-富集度线性关系以及达到预期标准的全能峰计数率，进行核燃料棒中各芯块的核燃料富集度的重构。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中将核燃料棒中第一个芯块的响应分布记为则探测器对核燃料棒中所有芯块的响应分布为：

其中j为探测器标号，i为芯块标号，j、i及t均为整数，j∈[1，J]，J为探测器的总个数，i∈[1，I]，I为芯块的总个数。

4.如权利要求3所述的方法，其中将各个探测器所探测到的目标芯块全能峰计数率的平均值作为迭代的初始值包括：

将目标芯块经过各个探测器时各个探测器相应的测量值叠加后取平均值作为迭代的初始值。

5.如权利要求4所述的方法，其中估计值为：

其中n∈[0，N]，N为得到达到预期标准的全能峰计数率所需的迭代次数，delta[j]为核燃料棒由第1个探测器移动至第j个探测器所需的时间，e_iⁿ为第i个芯块经过第n次迭代修正后的全能峰计数率。

6.如权利要求5所述的方法，其中进行修正后的全能峰计数率表示为；

其中

7.如权利要求1或6所述的方法，其中核燃料棒中的核燃料为铀235。

8.如权利要求2所述的方法，其中核燃料棒中的核燃料为铀235，以及所述全能峰计数率-富集度线性关系为铀235的全能峰计数率-富集度线性关系。

9.如权利要求1所述的方法，所述系统中多边形伽马射线探测器为八边形；以及多边形伽马射线探测器的数量为128个。