层析γ扫描透射图像重建算法分析

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：翁文庆日期：2008年1月25日3上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容

2、编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：翁文庆指导教师签名：王德忠日期：2008年1月25日日期：2008年1月25日4上海交通大学硕士学位论文第一章绪论随着常规能源储量的日益减少，经济的快速增长和人口的不断增加，能源供需矛盾日益尖锐，迫切需要新能源以及可再生能源的广泛开发与利用。为调整能源结构、缓解常规能源燃烧对环境造成的压力，核能的再一次大力发展受到全世界的广泛关注。我国目前拥有11座正在运行的核电机组，核电总装机容量达913万千瓦，

3、而《核电中长期发展规划（2005-2020年）》提出的关于中国核电发展的最新目标是：计划在今后15年里建设至少30座核电机组，到2010年在运行核电装机容量1200万千瓦；到2020年，在运行核电装机容量4000万千瓦占总装机的4％；在建核电装机容量1800万千瓦。核电的大力发展必然会引起整个核工业的大踏步前进。1.1层析γ扫描技术研究意义在核材料的生产、加工、运输、贮存和使用中不可避免地会产生一定量的中低放废物。随着核工业的迅速发展和核材料的大量使用，各种中低放废物的大量产生和堆积，已成为威胁人类生存，阻碍核事业发展的一大隐患。在对这些废物进行最终处置之前必须对其中所含核素

4、及其核素的量进行准确鉴别与测量，以便对放射性水平进行评估，检验是否满足中低放废物的入库条件要求并制定相应措施对其进行处置，为中低放废物的暂存、运输和最终处置的方案的制定提供科学依据。OECD(OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment)的调查表明1,000MW(e)核3电站每年产生的中低放废物量约为300m（NuclearEnergyToday，OECD），同时我国国家标准（GB11928-1989;低、中水平放射性固体废物暂时贮存规定;SBTS）也规定了放射性废物在核电厂内堆放时间不得超过5年，而我国大多数运行的核电厂

5、还没有对中低放废物进行处置，已违反了我国目前的国家法规要求，这就使我国目前的中低放废物管理处于一个严重的不稳定状态，是亟需解决的社会问题。这也反映了本课题的现实意义。根据《核工业十一五发展规划》，到2020年全国一年产生的中低放核废物将达1上海交通大学硕士学位论文到4000立方米。今后十年我国将在西北、华南、华东、华北和东北五个区域新建至少5个核废料处置场，而单个核废料处置场的耗资为2亿元左右。由中国核工业集团公司、中国广东核电集团公司、中国电力投资集团公司、中国华能集团公司和大唐集团公司于2007年初在国防科工委的组织下共同出资组建“中低放废物处置股份有限公司”。这样新公司

6、的先期投资为大约10亿元。这也从侧面反应出中低放废物处置的重要性和紧迫性。60在核电厂产生的中低放废物中，包含有未知量且物理、化学形态复杂的Co、1371251523Cs、Sb、Eu等放射性核素。固体废物桶的平均密度变化很大，密度从0.3g/cm3到5g/cm，而且桶内固体废物空间密度变化很大，空间分布极不均匀，不同类的放射性核素分布也很不均匀。要对上述中低放固体废物放射性核素进行准确地定量分析，目前常规方法基本都不满足核安全要求，较为理想的是无损检测技术[1](Non-DestructiveAssay-NDA)。无损检测技术可以在样品的物理、化学形态不发生[2]任何变化的情

7、况下，准确分析出样品中所含的放射性核素及其含量。层析γ扫描技术是NDA分析方法中较为先进的测量分析技术之一，其借用了当今先进的CT(ComputedTomography)成像测量技术，解决了γ射线能谱测量中由于样品介质不均匀分布而引起的射线衰减校正不准确的问题，从而大大提高了非均匀样品中放射性含量分析的准确度。层析γ扫描技术主要用于准确定量测定中、高密度[3][4]非均匀分布介质样品中的放射性核素及其含量。在应用层析γ扫描技术进行放射性活度三维测量时存在许多科学问题。例如，衰[5]减校正效率矩阵准确与否