搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

中子散射成像探测角分辨研究

张美 张显鹏 李奎念 盛亮 袁媛 宋朝晖 李阳

引用本文:
Citation:

中子散射成像探测角分辨研究

张美, 张显鹏, 李奎念, 盛亮, 袁媛, 宋朝晖, 李阳

Angular resolution of a neutron scatter imaging system

Zhang Mei, Zhang Xian-Peng, Li Kui-Nian, Sheng Liang, Yuan Yuan, Song Chao-Hui, Li Yang
PDF
导出引用
  • 中子散射成像技术是近年来国外正在发展的一项新型辐射成像技术, 在深空宇宙探测、核材料监控等方面具有广阔的应用前景. 角分辨是衡量该技术成像能力的一项重要参数. 研究了位置不确定度和能量分辨对角分辨的影响. 理论分析表明: 以不同角度散射, 成像的角分辨不同; 位置不确定不仅直接影响角分辨, 还通过影响能量不确定度对角分辨间接贡献; 位置分辨主要来源于探测器的结构尺寸, 当探测器尺寸小于5 cm, 影响角分辨的主要来源是能量不确定度. 利用所获得的理论结果指导设计了原理探测系统, 并对设计的原理系统开展了初步实验研究. 结果表明, 分析结果与实验得到的角分辨参数基本一致.
    Using a combination of imaging and spectroscopic capabilities, neutron scatter imaging is a novel method of detecting neutrons in an energy range from 1 to 20 MeV. The technique can be applied to measurements in a variety of areas, including solar and atmospheric physics, radiation therapy, and nuclear materials monitoring. Angular resolution is an important parameter for a neutron scatter imaging system. There are some factors causing the uncertainty in the reconstructed image due to the imperfection of the detector system and natures of neutron scattering. These factors mainly are the uncertainties of the position and the energy. In this paper, the contributions of these factors to the angular resolution are discussed. The results show that the angular resolution varies with scatter angle; the position uncertainty not only directly affects the angular resolution, but also indirectly contributes to the angular uncertainty by influencing energy uncertainty; when the detector dimension is less than 5 cm, the energy uncertainty becomes a dominating factor for angular resolution. The prototype is designed based on the above analysis results. The angular resolution of the designed prototype is tested on Cf252 source. The experimental results are basically consistent with the simulation results.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11105106, 11275155)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11105106, 11275155).
    [1]

    Nick M, Jim B, Kevin K, Jim L, Peter M, Julia R, Jim R, John M 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record San Diego, USA, October 29-November 1, 2006 p185

    [2]

    Peter M, James B, Kevin K, Nicholas M, Stanley M 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record Honolulu, USA, October 26-November 3, 2007 p170

    [3]

    John R M, Ulisse B, Benoit P, James M R 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record Honolulu, USA, October 29-November 3, 2007 p17

    [4]

    Yin W, Liang J Q 2003 Chin. Phys. 12 599

    [5]

    Bravar U, Woolf R S, Paul J B, Flckiger E O, Legere J S, MacKinnon A L, Macri J R, Mallik P C, McConnell M L, Pirard B, Ryan J M 2009 IEEE Trans. Nucl. Sci. 56 2947

    [6]

    Nicholas M, James B 2009 IEEE Trans. Nucl. Sci. 56 1269

    [7]

    Zhang X P, Zhang M, Sheng L, Ouyang X P 2012 High Power Laser Particle Beams 24 2464 (in Chinese) [张显鹏, 张美, 盛亮, 欧阳晓平 2012 强激光与粒子束 24 2464]

    [8]

    Zhang M, Zhang X P, Li Y, Sheng L, Li B K, Li K N, Zhang X D, Wei F L, Zhao J Z, Yuan Y 2014 High Power Laser Particle Beams 26 054003 (in Chinese) [张美, 张显鹏, 李阳, 盛亮, 李斌康, 李奎念, 张小东, 魏福利, 赵吉祯, 袁媛 2014 强激光与粒子束 26 054003]

    [9]

    Dan X 2006 Ph. D. Dissertation (Michigan Ann Arbor: The University of Michigan)

    [10]

    Huang H X, Ruan X C, Chen G C, Zhou Z Y, Li X, Bao J, Nie Y B, Zhong Q P 2009 Chin. Phys. C 33 677

    [11]

    Liu Q Z 1994 Technology of Pulsed Nuclear Radiation Fields Diagnosis (Beijing: Science Press) p495 (in Chinese) [刘庆兆 1994 脉冲辐射场诊断技术 (北京: 科学技术出版社)第495页]

  • [1]

    Nick M, Jim B, Kevin K, Jim L, Peter M, Julia R, Jim R, John M 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record San Diego, USA, October 29-November 1, 2006 p185

    [2]

    Peter M, James B, Kevin K, Nicholas M, Stanley M 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record Honolulu, USA, October 26-November 3, 2007 p170

    [3]

    John R M, Ulisse B, Benoit P, James M R 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record Honolulu, USA, October 29-November 3, 2007 p17

    [4]

    Yin W, Liang J Q 2003 Chin. Phys. 12 599

    [5]

    Bravar U, Woolf R S, Paul J B, Flckiger E O, Legere J S, MacKinnon A L, Macri J R, Mallik P C, McConnell M L, Pirard B, Ryan J M 2009 IEEE Trans. Nucl. Sci. 56 2947

    [6]

    Nicholas M, James B 2009 IEEE Trans. Nucl. Sci. 56 1269

    [7]

    Zhang X P, Zhang M, Sheng L, Ouyang X P 2012 High Power Laser Particle Beams 24 2464 (in Chinese) [张显鹏, 张美, 盛亮, 欧阳晓平 2012 强激光与粒子束 24 2464]

    [8]

    Zhang M, Zhang X P, Li Y, Sheng L, Li B K, Li K N, Zhang X D, Wei F L, Zhao J Z, Yuan Y 2014 High Power Laser Particle Beams 26 054003 (in Chinese) [张美, 张显鹏, 李阳, 盛亮, 李斌康, 李奎念, 张小东, 魏福利, 赵吉祯, 袁媛 2014 强激光与粒子束 26 054003]

    [9]

    Dan X 2006 Ph. D. Dissertation (Michigan Ann Arbor: The University of Michigan)

    [10]

    Huang H X, Ruan X C, Chen G C, Zhou Z Y, Li X, Bao J, Nie Y B, Zhong Q P 2009 Chin. Phys. C 33 677

    [11]

    Liu Q Z 1994 Technology of Pulsed Nuclear Radiation Fields Diagnosis (Beijing: Science Press) p495 (in Chinese) [刘庆兆 1994 脉冲辐射场诊断技术 (北京: 科学技术出版社)第495页]

  • [1] 裴柏杨, 庄革, 谢锦林, 周乙楠. 东方超环(EAST)装置上的电子回旋辐射成像诊断系统的绝对标定方法. 物理学报, 2024, 0(0): . doi: 10.7498/aps.73.20240497
    [2] 黄一帆, 邢阳光, 沈文杰, 彭吉龙, 代树武, 王颖, 段紫雯, 闫雷, 刘越, 李林. 亚角秒空间分辨的太阳极紫外宽波段成像光谱仪光学设计. 物理学报, 2024, 73(3): 039501. doi: 10.7498/aps.73.20231481
    [3] 潘新宇, 毕筱雪, 董政, 耿直, 徐晗, 张一, 董宇辉, 张承龙. 叠层相干衍射成像算法发展综述. 物理学报, 2023, 72(5): 054202. doi: 10.7498/aps.72.20221889
    [4] 张建鸣, 李志伟, 刘芳, 李景太, 冒鑫, 程雅苹, 庞捷, 冯鑫茁, 倪四道, 欧阳晓平, 韩然. 多重库仑散射对小尺度物体缪子透射成像精度的影响. 物理学报, 2023, 72(2): 021401. doi: 10.7498/aps.72.20221792
    [5] 赵富, 胡渝曜, 王鹏, 刘军. 偏振复用散射成像. 物理学报, 2023, 72(15): 154201. doi: 10.7498/aps.72.20230551
    [6] 孙雪莹, 刘飞, 段景博, 牛耕田, 邵晓鹏. 基于散斑光场偏振共模抑制性的宽谱散射成像技术. 物理学报, 2021, 70(22): 224203. doi: 10.7498/aps.70.20210703
    [7] 许文慧, 宁守琮, 张福才. 部分相干衍射成像综述. 物理学报, 2021, 70(21): 214201. doi: 10.7498/aps.70.20211020
    [8] 周光照, 胡哲, 杨树敏, 廖可梁, 周平, 刘科, 滑文强, 王玉柱, 边风刚, 王劼. 上海光源硬X射线相干衍射成像实验方法初探. 物理学报, 2020, 69(3): 034102. doi: 10.7498/aps.69.20191586
    [9] 庄佳衍, 陈钱, 何伟基, 冒添逸. 基于压缩感知的动态散射成像. 物理学报, 2016, 65(4): 040501. doi: 10.7498/aps.65.040501
    [10] 古宇飞, 闫镔, 李磊, 魏峰, 韩玉, 陈健. 基于全变分最小化和交替方向法的康普顿散射成像重建算法. 物理学报, 2014, 63(1): 018701. doi: 10.7498/aps.63.018701
    [11] 刘玉柱, Gerber Thomas, Knopp Gregor. 利用强场多光子电离技术实现对多原子分子离子振动量子态的光学操控. 物理学报, 2014, 63(24): 244208. doi: 10.7498/aps.63.244208
    [12] 刘海岗, 许子健, 张祥志, 郭智, 邰仁忠. 中心挡板对扫描相干X射线衍射成像的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 150702. doi: 10.7498/aps.62.150702
    [13] 刘诚, 潘兴臣, 朱健强. 基于光栅分光法的相干衍射成像. 物理学报, 2013, 62(18): 184204. doi: 10.7498/aps.62.184204
    [14] 赵吉祯, 欧阳晓平, 盛亮, 魏福利, 张美. 脉冲辐射成像绝对测量方法研究. 物理学报, 2013, 62(22): 225203. doi: 10.7498/aps.62.225203
    [15] 周光照, 王玉丹, 任玉琦, 陈灿, 叶琳琳, 肖体乔. 相干X射线衍射成像三维重建的数字模拟研究. 物理学报, 2012, 61(1): 018701. doi: 10.7498/aps.61.018701
    [16] 江浩, 张新廷, 国承山. 基于菲涅耳衍射的无透镜相干衍射成像. 物理学报, 2012, 61(24): 244203. doi: 10.7498/aps.61.244203
    [17] 周光照, 佟亚军, 陈灿, 任玉琦, 王玉丹, 肖体乔. 相干X射线衍射成像的数字模拟研究. 物理学报, 2011, 60(2): 028701. doi: 10.7498/aps.60.028701
    [18] 李晓春, 高俊丽, 刘绍娥, 周科朝, 黄伯云. 无序对二维声子晶体平板负折射成像的影响. 物理学报, 2010, 59(1): 376-380. doi: 10.7498/aps.59.376
    [19] 孔令凯, 郑志强, 冯卓宏, 李小燕, 姜翠华, 明海. 二维空气环型光子晶体的负折射成像特性. 物理学报, 2009, 58(11): 7702-7707. doi: 10.7498/aps.58.7702
    [20] 宋娇阳, 冯胜飞, 张新平, 刘红梅, 宋晏蓉. 波导耦合纳米光栅结构的光学滤波和角分辨调谐特性. 物理学报, 2009, 58(9): 6542-6548. doi: 10.7498/aps.58.6542
计量
  • 文章访问数:  5753
  • PDF下载量:  377
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-02
  • 修回日期:  2014-09-01
  • 刊出日期:  2015-02-05

/

返回文章
返回