核事故致多核素内污染能谱成像测量技术研究
批准号:
41874121
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王磊
依托单位:
学科分类:
油气地球物理学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨剑波、赵晓云、张京隆、刘馨、张婷、袁雪岚、曾理扬、余运强
中文摘要
本项目针对核事故致多核素内污染的不均匀性、时变性、个体性,以及释放多射线的特点,通过研究宽能伽马射线与闪烁体作用位置定位、“位置-能谱”漂移修正、孔径编码能谱图像解码等关键问题研发一种新的多核素内污染能谱成像测量技术。首先,利用蒙特卡罗模拟与实验相结合的方法优化设计宽能近场伽马能谱成像探测器,降低散射,提高成像对比度、空间分辨率和能量分辨率。其次,建立256通道SiPM阵列信号同步读出系统;建立宽能伽马射线作用位置的卷积神经网络定位算法。然后,建立探测器网格化能量响应修正方法,消除探测器“位置-能谱”漂移;研究基于能谱分析的散射修正方法。最后,建立多核素内污染分布最大似然估计解码算法,获得多核素内污染分布图像。本研究对于减小个体内污染测量误差和内照射剂量估算误差具有十分重要的作用,有利于完善内照射剂量评估方法、提高我国辐射防护研究水平和核事故医学救治能力。
英文摘要
This project aims at the inhomogeneity, time-variability, individuality, and multi-ray emission of the multi-nuclide internal contamination caused by the radiological incident, we plan to develop a new spectral imaging measurement technology by solving a few key problems including the determination on the interaction position of the gamma ray on the scintillator, position-energy spectral shifting, MUAR coded aperture spectral imaging. Firstly, Monte Carlo simulation and experiments will be carried out to optimize detector for wide energy near-field imaging, lower the gamma scattering, improve the contrast, and resolution. Secondly, an asynchronous readout system for 256 SiPM array signals will be set up and the convolutional neural network algorithm for determining the interaction position of gamma ray on the scintillator will be designed. Thirdly, we will study a gridding energy correcting method to eliminate the detector’s dependence on energy response on the position. The scattering correction method will be studied based on the spectral analysis. Lastly, the maximum likelihood estimation method will be utilized to rebuild the internal contamination image. This research will help in reducing the error of measurement of internal contamination and evaluation of internal dose greatly, improving the method of internal dose evaluation and the ability of the radiation protection, promoting the medical treatment in the radiological incident.
本项目针对核事故致多核素内污染的不均匀性、时变性、个体性,以及释放多射线的特点,开展了能谱成像实验装置和成像方法研究,通过理论分析和模拟计算完成了嵌套中心反对称编码板设计、宽能近场伽马能谱成像探测器设计、宽能伽马射线作用位置神经网络定位算法、位置-能量响应修正方法、最大似然估计重建算法及多核素内污染成像等研究,建立了新型内污染多核素能谱成像测量技术,较好地克服了传统成像方法中存在的近场伪影、图像压缩、能量分辨率低、探测效率低等问题,具有很好的应用前景。
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DOI:
10.1016/j.apradiso.2019.108858
发表时间:
2019-08
期刊:
Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine
影响因子:
--
作者:
[Lei Wang;Yi-Ni Wu;Jie Pan;Jing Ning;Xin Liu;Xue-Lan Yuan;Ting Zhang;W. Lu;Xia Tuo]
通讯作者:
Lei Wang;Yi-Ni Wu;Jie Pan;Jing Ning;Xin Liu;Xue-Lan Yuan;Ting Zhang;W. Lu;Xia Tuo
Simulation of an imaging system for internal contamination of lungs using MPA-MURA coded-aperture collimator
使用 MPA-MURA 编码孔径准直器模拟肺部内部污染成像系统
DOI:
10.1007/s41365-021-00849-3
发表时间:
2021-01
期刊:
Nuclear Science and Techniques
影响因子:
2.8
作者:
[Zhang Ting, Wang Lei, Ning Jing, Lu Wei, Wang Xiao-Fei, Zhang Hai-Wei, Tuo Xian-Guo]
通讯作者:
Tuo Xian-Guo
Monte Carlo simulation for performance evaluation of detector model with a monolithic LaBr3(Ce) crystal and SiPM array for γ radiation imaging
蒙特卡罗模拟用于评估具有单片 LaBr3(Ce) 晶体和 SiPM 阵列的 γ 辐射成像探测器模型的性能
DOI:
10.1007/s41365-022-01081-3
发表时间:
2022-08
期刊:
Springer Nature
影响因子:
--
作者:
[Wei Lu, Lei Wang, Yong Yuan, Ting Zhang, Ge Tang, Ming-Zhe Liu, Xian-Guo Tuo, Jing Ning]
通讯作者:
Jing Ning
DOI:
10.11804/nuclphysrev.38.2020067
发表时间:
2021
期刊:
原子核物理评论
影响因子:
--
作者:
[李浩炫, 王磊, 张婷, 卢位]
通讯作者:
卢位
DOI:
10.11804/nuclphysrev.36.04.456
发表时间:
2019
期刊:
原子核物理评论
影响因子:
--
作者:
[袁雪岚, 王磊, 刘馨, 潘洁, 余运强]
通讯作者:
余运强
裂缝性致密油气藏注气提高采收率的数值模拟研究
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批准号:52074040
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:王磊
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依托单位:
放射性废物桶TGS活度检测自适应算法研究
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批准号:41104118
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王磊
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依托单位:
国内基金
海外基金