无源核子料位计的蒙特卡罗模拟方法研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目（中文）：无源核子料位计的蒙特卡罗模拟方法研究论文题目（英文）：TheStudyofNonradioactiveNuclearMaterialLevelMeterBasedonTheMethodofMonte-carlo研究生姓名：杨东星学科、专业：核技术及应用研究方向：核辐射防护导师姓名职称：毛培宏（研究员）赖万昌（教授）论文答辩日期2015年05月26日学位授予日期年月日新疆大学硕士学位论文摘要料位计在热电厂特别是燃煤机组的气力除灰系统中有着至关重要的作用。料位

2、计反馈信息的准确与否直接决定着整个系统的运行状况。目前国内外所采用的音叉、超声波、射频导纳、雷达、电容等插入式料位计因测量环境复杂，极易产生故障、报错。无源核子料位计能够很好的克服上述缺点，然而目前国内外与其相关的研究却比较少见。市场现存的几种初步产品也不够成熟完善，不能实现料位的实时测控，且在煤源辐射水平发生变化时需要重新进行刻度标定。本文立足目前的研发现状及存在的问题，对无源核子料位计原理进行了深入的探讨和研究，基于蒙特卡罗模拟方法，运用MCNP5对测量环境和实验过程进行了大量的数字模拟，以克服

3、实验条件与成本的限制，并在模拟过程中利用了单元层叠加原理和场源互换原理，极大的减少了运算时间。通过对不同放射性活度粉煤灰在探测器处辐射计数率的模拟和结果分析，得到了煤灰放射性计数率与物料料位的变化曲线。为了解决煤源不同则计数率的标定刻度随之变化需要重新标定的问题，对所得曲线进行处理得到了煤灰放射性计数率的变化率与探测器位置的关系及煤灰放射性计数率的变化率与物料料位的相关曲线。提出了在煤源活度发生变化时的数据修正方案，提出了无源核子料位计实现实时测控及料位标准的自动标定设计方案。证明了无源核子料位计原

4、理的可行性与可靠性，为其优化设计及研制提供了有价值的参数和方案。关键字：单元层叠加；蒙特卡罗方法；无源核子料位计；实时测控Ⅰ新疆大学硕士学位论文AbstractMateriallevelmeterhasavitalroleinthethermalpowerplantoperation.Materiallevelmeterfeedbackinformationisaccuratesystemtorunsmoothly.Atpresent,atuningforkmateriallevelmeteruse

5、dathomeandabroad,ultrasonic,rfadmittance,radar,capacitance,etc.Theyareallplug-in.Becausemeasuringtheenvironmentisverycomplex,theyarepronetofailure.Passivenuclearmateriallevelmeterisgoodtoovercometheirshortcomings.Bothathomeandabroadresearchonitislimite

6、d.Severalpreliminarymarketexistingproductsandnotmatureenough,butnotperfect.Theycan'tachievereal-timemeasurementandcontrolofmaterial'slevel.Theyareonthefountainheadmaterialchangesoftenneedtocorrectthestandard.Basedonthecurrentdevelopmentstatusquoandexis

7、tingproblemsofnow.Inthispaper,theprincipleofpassivenuclearmateriallevelmeterhascarriedonthedeepdiscussionandresearch.Thisarticleisbasedonthemontecarlosimulationmethod,usingMCNP5,onthemeasurementenvironmentforalotofdigitalsimulationandtheexperimentalpro

8、cess.Sothatwecanovercometheexperimentalconditionsandcostlimit.Inthispaper,andintheprocessofsimulationusingtheunitlayersuperpositionprincipleandinterchangeableprinciplesource.Thiscangreatlyreducethecomputingtime.Throughtheanalysisofsimul