[发明专利]一种材料鉴别方法

说明书

本申请实施例提供一种材料鉴别方法，该鉴别方法通过先确定缪子穿过待测材料产生的散射角分布标准差与待测材料的辐射长度之间的关系；再采用离散能量缪子的散射角分布拟合得到标定后的近似连续能量的缪子散射角分布以及获取连续能量的缪子穿过待测材料产生的散射角，并统计标准化散射角分布得到离散型分布；将离散型分布与标定后的缪子散射角分布进行耦合；计算待测材料的辐射长度；根据辐射长度，对待测材料进行鉴别。本申请实施例的材料鉴别方法从统计角度引入了缪子的离散能量信息，得到标定后的近似连续能量的缪子散射角分布，提高了材料鉴别方法的精确度的同时，简化了鉴别方法。

技术领域

本申请涉及材料鉴别技术领域，尤其涉及一种材料鉴别方法。

背景技术

缪子是一种由宇宙射线与大气层相互作用产生的带电粒子，具有能量高，穿透性强，对高Z材料敏感的特点，可用于对屏蔽层内部的物体进行成像探测。目前缪子成像技术已被广泛应用于核材料检查、反应堆堆芯监测等多个领域。利用缪子进行材料鉴别的原理是基于缪子与待测材料发生的多重库伦散射现象。当缪子穿过待测材料时会发生连续多次的小角度散射，其散射角在平面内的投影服从均值为0，标准差为σ_θ的高斯分布。

由于缪子与待测材料发生的多重库伦散射作用不仅与材料种类有关，还和缪子自身能量相关。在利用缪子进行材料鉴别时，其精准度受到缪子能量的影响。实际上缪子能量是连续的并且实时测量非常困难。

相关技术中，使用缪子的平均能量代替连续缪子能量，降低了材料鉴别的精确度。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种可以提高鉴别精确度的材料鉴别方法。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种材料鉴别方法，包括：

确定缪子穿过待测材料产生的散射角分布标准差σ_θ与所述待测材料的辐射长度L_rad之间的关系；

采用离散能量缪子的散射角分布拟合得到标定后的近似连续能量的缪子散射角分布f(θ)；

获取连续能量的缪子穿过待测材料产生的散射角，并统计标准化散射角分布得到离散型分布B；

将所述离散型分布B与标定后的所述缪子散射角分布f(θ)进行耦合；

计算所述待测材料的辐射长度；

根据所述辐射长度，对所述待测材料进行鉴别。

一种实施方式中，所述缪子穿过待测材料产生的散射角分布标准差σ_θ与所述待测材料的辐射长度L_rad之间的关系为：

式中：

β是所述缪子的速度；

p是所述缪子的动量；

L为所述待测材料的厚度。

一种实施方式中，所述采用离散能量缪子的散射角分布拟合得到标定后的近似连续能量的缪子散射角分布f(θ)的方法，包括：

选取n个特征能量点的单能缪子；

采用标定材料对各所述单能缪子的散射角分布f(θ)_i的权重系数A_i进行标定；

根据标定的权重系数A₁,...,A_n，获取标定后的近似连续能量的所述缪子散射角分布f(θ)。

一种实施方式中，所述采用标定材料对各所述单能缪子的散射角分布f(θ)_i的权重A_i进行标定的方法，包括：