中国船舶集团有限公司第七一九研究所王杰获国家专利权
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龙图腾网获悉中国船舶集团有限公司第七一九研究所申请的专利一种基于微扰理论的中子解谱方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119471778B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411479012.7,技术领域涉及:G01T3/00;该发明授权一种基于微扰理论的中子解谱方法是由王杰;梁英超;吴荣俊;左亮周设计研发完成,并于2024-10-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于微扰理论的中子解谱方法在说明书摘要公布了:本发明属于中子能谱测量技术领域,提供一种基于微扰理论的中子解谱方法,该方法不需用户提供预置谱或中子场信息,将中子能群数目划分为与探测系统等效探测器数目相同,从而将“逆问题”转变为求解适定方程的过程,基于微扰理论,采用Monte‑Carlo随机抽样的方式求解中子能谱。本发明方法的求解结果可直接应用,或进一步作为其他“多群”中子能谱解谱方法的预置谱进行修正迭代,有效提高了中子能谱解谱的准确性、稳定性和通用性。
本发明授权一种基于微扰理论的中子解谱方法在权利要求书中公布了:1.一种基于微扰理论的中子解谱方法,其特征在于该方法包括以下步骤: 1确定中子能群数目 中子能群数目应与中子能谱探测系统等效探测器数目m相同:在Bonner多球中子能谱探测系统中,中子能群数目与Bonner球个数相同;单球中子能谱测量系统中,中子能群数目与分层层数相同;活化片中子能谱探测系统中子,中子能群数目与活化片数目相同; 2划分中子能群 中子能群在0.025eV~20MeV的宽能量范围内采用对数划分,对数划分包括等勒宽和非等勒宽划分,未知中子场或非中子辐射剂量测量相关应用中采用等勒宽中子能群划分,预知中子场或中子辐射剂量测量相关应用中采用非等勒宽中子能群划分; 预知中子场中子能谱测量应用中,按以下原则进行中子能群划分:感兴趣能量区间能群划分密集,能群数目多;非感兴趣能量区间能群划分疏散,能群数目少; 中子辐射剂量测量应用中,按以下原则进行中子能群划分: 在热中子~10-2MeV的范围内至少分布一个能群;在10-2MeV~1MeV范围至少分布两个能群;在1MeV~10MeV范围内至少分布一个能群;10MeV~20MeV能量范围内至少分布一个能群;且在10-2MeV、1MeV、10MeV能量点或附近点设置能量界限; 3导入同群中子能量响应矩阵R’ 导入初始的划分能群和初始能量响应矩阵R,假如初始能群个数为n,系统的等效探测器个数为m,则R的维度为n×m,同群中子能量响应矩阵R’的能群个数与等效探测器个数相同,维度为m×m,需将m个等效探测器的n个初始能群并为m个新能群; 能群并群原则:对于每一个等效探测器而言,新能量响应曲线的每一个能量区间内的总中子响应等于原能量响应曲线该能量区间内的总中子响应; 通过步骤2中子能群划分确定新能量区间i的上界为下界为在宽能量范围内,新能量区间i-1的上界和新能量区间i的下界重合,即满足 假定新能量区间i覆盖的原能群的上界为下界为则需找到各上界和下界对应初始能群的能群序列ind,即第h个初始能界为indh,满足同时原能量区间i-1的上界和原能量区间i的下界重合,即满足 新能量区间i的中子能量响应Ri′划分为三个部分:前部分R′i,before的能量范围为等效响应函数为Rindh-1,等效中子能量为中间部分R′i,middle的能量范围为等效响应函数为能群在indh和indh-1之间的等效能量响应函数,即覆盖的初始能群区间内各能群对应的响应和能量乘积的和;后部分R′i,after的能群范围为等效响应函数为Rindh,等效中子能量为 R′i=R′i,before+R′i,middle+R′i,after,i=1,2,3,…,m 4反解中子能谱 将测量装置等效探测器的一组读数M即m维向量作为输入,采用直接法通过响应矩阵变形,如下式所示直接得到m群中子能谱 将求解的m群中子能谱分为两种情况: 情况1:求解结果中能谱向量的每个元素都为非负数,符合物理意义,则接受其为中子能谱结果; 情况2:求解结果中能谱向量的元素中至少存在1个元素为负数,不符合物理意义,不能接受其结果; 当出现情况2时,需对结果进行再次划分和处理,设定微扰阈值,该阈值为负数,该阈值是决定是否采用微扰理论的临界值; 情况2-a,能谱向量中的元素有负数,但是值都接近0,即大于微扰阈值; 情况2-b,能谱向量中的元素有负数,且至少存在1个元素不接近0,即小于微扰阈值; 情况2-a,采用微扰理论进行求解,即认为其中为非负向量,取向量中对应的非负元素,并将接近0的负元素取0,M0为对应的等效探测器读数,εM为添加的随机扰动项,并满足下式: εM设定为平均数为0,标准方差为σ的高斯随机分布,对随机扰动项εM进行Monte-Carlo随机抽样,若在设定的抽样次数范围内,没有出现情况1,则可根据设定的步长增大随机扰动项εM的σ值,直到找到使其中每一个元素都为非负数为止; 情况2-b,需要对响应函数采用随机微扰,则可表示为: 对随机扰动项εR进行Monte-Carlo随机抽样,如果为情况1结果则直接接受,如果为情况2结果中情况2-a,采用情况2-a对应方法继续寻找如均不满足,需重新抽样,直到找到为情况1,若在设定的抽样次数范围内,没有出现情况1,则可根据设定的步长增大随机扰动项εR的标准方差σ值,直到使中每一个元素都为非负数为止。
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