本發(fā)明涉及核電廠中輻射源強度的計算方法和系統(tǒng)，具體涉及一種核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法及點源線源組合的復合輻射源強逆推系。

背景技術：

核電廠的放射性來自壓力容器中燃料組件的活性區(qū)域，輻射源主要由裂變產(chǎn)物、錒系元素和腐蝕活化產(chǎn)物組成。系統(tǒng)運行中，輻射源隨冷卻劑流經(jīng)一回路主系統(tǒng)(包括壓力容器、主泵、穩(wěn)壓器、主管道等)、化學容器控制系統(tǒng)等，輻射源分布在冷卻劑及相關設備表面。輻射源本身放射性強，工作人員在核電廠正常運行時的日常活動所受的劑量占年總劑量的20％左右，而在核電站大修期間，工作人員所受到的劑量要占到年總劑量的80％，在核電廠大修期間主要是通過縮短工作人員在輻射區(qū)的停留時間來減少受照劑量。

核電廠中輻射源分布比較廣泛，尤其是經(jīng)過長時間的使用和大修后，根據(jù)工程經(jīng)驗越來越難以推斷出各個位置輻射源的輻射強度，所以在很多數(shù)據(jù)的計算時，尤其是依據(jù)輻射源強度的計算中，因為難以獲得準確的基礎信息而極大地影響了準確性和實用性，同時，在國內(nèi)目前的防護設施和手段不是很完備的情況下，也使得工作人員被照射的風險大大增加。

現(xiàn)有技術中，需要推算輻射源強度時，一般采用源項分析法，首先，根據(jù)放射性物質(zhì)的產(chǎn)生和消失途徑確定其產(chǎn)生項(如流入項，衰變產(chǎn)生項等)和消失項(如過濾項，泄漏項等)，并明確各項的物理模型，然后根據(jù)上述各項對放射性物質(zhì)建立核子濃度平衡方程(組)，最后聯(lián)立方程(組)求解，然而在這些計算過程中存在大量的簡化和近似計算，所以其結果往往與真實數(shù)值差距較大，在實際應用時存在很多的障礙，另外，在考慮到輻射源本身對人體造成的危害、核電廠內(nèi)部復雜的幾何結構、放射性核素準確信息難以獲取、核電廠探測器測量值的不確定度等因素時，上述方法在安全性、準確性等方面都存在問題，亟待改進或提出新的輻射源強度獲取途徑。

由于上述原因，本發(fā)明人對現(xiàn)有的計算源強信息的方法做了深入研究，根據(jù)經(jīng)驗，通常核電廠中所有放射性組件可以簡化為一個點源或者一組點源，比如一個熱閥可以簡化為一個點源，一個具有均勻放射性的管道可以每隔幾英尺簡化為一個點源，最終形成一組點源，為了提高計算精度相應的又可以簡化為線源，，從而設計出一種能夠解決上述問題的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法及點源線源組合的復合輻射源強逆推系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，設計出一種核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法及點源線源組合的復合輻射源強逆推系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)可以在充分保障人體輻射安全的情況下，得到核電廠內(nèi)部復雜幾何空間結構下的輻射源強數(shù)據(jù)；該方法中，在核電廠中的預定位置放置探測器，并且還在該位置放置帶有屏蔽的探測器，進而獲得輻射源放出伽馬射線的平均能量；另外，在核電廠中還設置有多個監(jiān)測核電廠輻射值的探測器，以獲得部分采點的劑量率，利用點核積分和加權最小二乘法結合的方式，同時將歸一化輻射源強在空間上進行離散，利用射線跟蹤方法判斷每個輻射源放出的γ射線在空間的穿行路程并計算出光學距離，結合材料、積累因子等信息開展方程組系數(shù)的計算，進而逆推出源強；然后得到對探測器位置處劑量率的計算值，把測量值和計算值進行線性回歸分析處理，獲得標準偏差、斜率、截距等關鍵參數(shù)，進而得到能表示物理含義的品質(zhì)因數(shù)，該品質(zhì)因數(shù)能夠衡量每次計算結果的可接受度；同時提出一種加權迭代方法，降低不確定度較大的探測器引入的誤差，利用迭代的方式多次重復上述步驟直到品質(zhì)因數(shù)滿足預設的條件，進而得到期望的輻射源強和輻射場結果的不確定度，從而完成本發(fā)明。

具體來說，本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

(1)一種核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一，用探測器探測核電廠內(nèi)的劑量率D₁,D₂,D₃…D_i，

步驟二，根據(jù)探測到的劑量率信息，建立如下式(一)所示的含有輻射源強度的超定方程組，

(一)

其中，所述超定方程組的系數(shù)矩陣a_i,j通過下式(二)和(三)得到，

(二)

(三)

在式(三)中，即當輻射源為點源時，q＝0，當輻射源為線源時，q＝1；

步驟三，通過最小二乘法計算步驟二中的超定方程組得到輻射源強度信息，所述輻射源強度為下式(四)

S_j,0＝(a_j,i·a_i,j)^-1·a_j,i·D_i (四)

其中，D_i表示第i個探測器探測得到的劑量率；j表示輻射源的個數(shù)；m表示輻射源個數(shù)能達到的最大值；S_j表示第j個輻射源的強度，當輻射源為點源時離散數(shù)量為1；S_j,0表示初始計算未進行迭代的第j個輻射源的強度；a_i,j表示系數(shù)矩陣，是第j個輻射源對第i個探測器的劑量響應系數(shù)；表示線源離散系數(shù)；L_j表示第j個輻射源的離散數(shù)量；表示歸一化離散源強；BD(E,L(μ(E),r₀→r_p)表示積累因子，是E和L(μ(E),r₀→r_p)的函數(shù)；L(μ(E),r₀→r_p)表示光學距離，是μ(E)和r₀→r_p的函數(shù)；μ(E)表示截面/線性衰減系數(shù)；r₀→r_p表示輻射源到探測點的距離；C(E)表示通量-劑量轉(zhuǎn)換因子，是E的函數(shù)；E表示能量，是核電廠中輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量。

(2)根據(jù)上述(1)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，在步驟三之后，所述方法還包括如下步驟，

步驟四，根據(jù)步驟三中得到的輻射源強度信息計算探測器位置處的劑量率，D′₁,D′₂,D′₃…D′_i；

步驟五，對探測器探測到的劑量率信息和計算得到的探測器位置處的劑量率信息進行線性擬合，得到擬合后的兩者關系的線性方程，進而得到擬合參數(shù)，所述擬合參數(shù)包括：平均不確定度、擬合優(yōu)度和對應的權重矩陣；

步驟六，將步驟五中得到的新的權重矩陣迭代至步驟二中的超定方程組，得到加權的超定方程，進而重復步驟二、步驟三和步驟四，直至獲得期望的輻射源強度信息；

其中，D′_i表示計算出的第i個探測器位置處的劑量率。

(3)根據(jù)上述(1)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，對于所述核電廠中輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量E，其測算方法包括如下子步驟：

子步驟1，在核電廠內(nèi)部選取預定位置，該預定位置距離輻射源的距離為t，在該預定位置放置探測器，收集所述探測器探測到的劑量率I₀，

子步驟2，取回所述探測器，在其外部包覆屏蔽層后放置在所述預定位置，收集所述探測器探測到的劑量率I；

或者，取回所述探測器，在預定位置放置屏蔽體，再將所述探測器放置在屏蔽體內(nèi)，收集所述探測器探測到的劑量率I；

子步驟3，根據(jù)子步驟1和步驟2得到的I和I₀，通過下式(五)計算包覆層或屏蔽體的質(zhì)量衰減系數(shù)μ，

I/I₀＝BDe^-μt (五)

子步驟4，根據(jù)子步驟3的計算結果，得到輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量E。

(4)根據(jù)上述(1)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，計算所述光學距離L的方法包括如下子步驟，

子步驟a，跟蹤伽馬射線從輻射源到探測點的穿行過程，記錄伽馬射線穿過輻射區(qū)域的順序，

子步驟b，分別計算每個輻射區(qū)域的距離，結合每個輻射區(qū)域材質(zhì)的線性減弱系數(shù)，最后求出總的光學距離L。

(5)根據(jù)上述(1)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，使用最小二乘法處理步驟二中的超定方程組，并獲得輻射源強度信息的過程包括如下子步驟：

子步驟3-1，將超定方程組用矩陣的形式表示為AX＝b；

子步驟3-2，求該矩陣的法方程A^TAX＝A^Tb，即X＝(A^TA)^-1A^Tb；

子步驟3-3，用對稱矩陣的三角分解法解法方程，記G＝A^TA，其中，G為對稱矩陣；

子步驟3-4，利用三角分解法解出G＝LDL^T，其中L是小三角矩陣，D為對角矩陣；

子步驟3-5，解下三角矩陣方程組:LY₁＝A^Tb；

子步驟3-6，解對角矩陣方程組：DY₂＝Y₁；

子步驟3-7，解上三角矩陣方程組：L^TX＝Y₂。

(6)根據(jù)上述(2)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，在步驟五中，通過下式(六)進行線性擬合，

(六)

其中，表示估計的劑量率；表示估計的斜率，表示估計的截距，

n表示探測器個數(shù)i能達到的最大值，表示計算出的探測器位置處劑量率的平均值，表示探測器探測到的劑量率的平均值。

(7)根據(jù)上述(6)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，在步驟五中，根據(jù)不確定度得到權重函數(shù)，再通過權重函數(shù)獲得權重矩陣W，所述權重矩陣W通過下式(七)得到，

(七)

其中，f表示擬合不確定度，表示平均擬合不確定度，f_i表示第i個探測器位置的擬合不確定度；；表示權重函數(shù)。

(8)根據(jù)上述(6)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，其特征在于，

在步驟六中，當S_i＞0，且品質(zhì)因數(shù)M達到最大值時停止加權迭代，并輸出輻射源強度信息，此時輸出的輻射源強度信息即為所述期望的輻射源強度信息；

其中，每次執(zhí)行步驟六時都相應地得到一個品質(zhì)因數(shù)M，所述品質(zhì)因數(shù)M通過下式(八)得到，

(八)

其中，R²表示擬合優(yōu)度，

(9)一種核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)用于執(zhí)行權利要求1-8所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法。

(10)根據(jù)上述(9)所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括探測器、伽瑪射線平均能量計算模塊和輻射源強度計算模塊；

所述探測器有多個，包括預定位置探測器和核電廠輻射值監(jiān)測探測器，

所述預定位置探測器設置在核電廠輻射區(qū)域內(nèi)與輻射源之間距離確定的預定位置，且在所述預定位置探測器外部任選地包覆有可拆卸的屏蔽層；

所述預定位置探測器用于將探測到的輻射劑量率信息傳遞至伽瑪射線平均能量計算模塊，

所述核電廠輻射值監(jiān)測探測器分布在核電廠的輻射區(qū)域中，用于將分別探測到的核電廠中劑量率信息傳遞至輻射源強度計算模塊，

所述伽瑪射線平均能量計算模塊用于計算伽瑪射線的平均能量E，

所述輻射源強度計算模塊用于計算核電廠中輻射源強度。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)根據(jù)本發(fā)明提供的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法能夠在充分保障人體輻射安全的情況下，得到核電廠內(nèi)部復雜幾何空間結構下的輻射源強數(shù)據(jù)；

(2)根據(jù)本發(fā)明提供的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法通過多次迭代計算，確保最終得到的輻射源強度信息更為貼緊真實值，具有很高的工程應用價值。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的整體工作流程圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。

根據(jù)本發(fā)明提供的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法，該方法包括如下步驟：

步驟一，接收電廠內(nèi)的探測器探測到的劑量率信息D₁,D₂,D₃…D_i，為了探測上述多個劑量率，需要用到多個探測器，本發(fā)明中，可以向電廠中放置多個探測器，也可以直接利用核電廠中已經(jīng)存在的探測器，核電廠中已經(jīng)存在的探測器為核電廠輻射值監(jiān)測探測器，還可以結合使用上述兩種方式，對于上述探測器所在的位置要求是：輻射源與所述位置之間沒有屏蔽體，本發(fā)明中所述劑量率為輻照劑量率。本發(fā)明中，所述探測器的數(shù)量大于核電廠中輻射源的數(shù)量。

步驟二，根據(jù)探測到的劑量率信息，建立含有輻射源強度的超定方程組，所述超定方程組為下式(一)，

(一)

步驟三，通過最小二乘法計算步驟二中的超定方程組得到輻射源強度信息，所述輻射源強度為下式(四)

S_j,0＝(a_j,i·a_i,j)^-1·a_j,i·D_i (四)

所述超定方程組的系數(shù)矩陣a_i,j通過下式(二)和(三)得到，

(二) (三)，

式(三)中，對于point，q＝0，對于line，q＝1；即當輻射源為點源時，q＝0，當輻射源為線源時，q＝1；

本發(fā)明中，由于一個核電廠中需要測算輻射源強度的區(qū)域很多，需要測算的輻射源也有很多，在不同的區(qū)域或者針對不同的輻射源，可以使得選擇將其擬化成點源或者線源，并且都可以通過上述式(三)予以測算，當該輻射源是點源時，上述q＝0，當該輻射源是線源時，q＝1。當輻射源是點源時，可以不對點源做離散處理，即L_j＝0，a_i,j＝a¹_i,j。

經(jīng)過步驟三之后，已經(jīng)能夠得到輻射源的強度信息，但是該強度信息可能并不夠準確，所以通過下述步驟繼續(xù)計算，以便獲得更為貼近真實值的輻射源強度信息；

步驟四，根據(jù)步驟三中得到的輻射源強度信息計算探測器位置處的劑量率，D′₁,D′₂,D′₃…D′_i；

步驟五，對探測器探測到的劑量率信息和計算得到的探測器位置處的劑量率信息進行線性擬合，得到擬合后的兩者關系的線性方程，進而得到擬合參數(shù)，所述擬合參數(shù)包括：平均不確定度、擬合優(yōu)度和對應的權重矩陣；本發(fā)明中所述的權重矩陣可以是內(nèi)權重矩陣或者外權重矩陣，其獲得方法是一致的，區(qū)別在于外權重矩陣的話不確定度不是由系統(tǒng)計算得到的，而是由操作者手段輸入的探測器誤差范圍。

步驟六，將步驟五中得到的權重矩陣迭代至步驟二中的超定方程組，得到加權的超定方程，進而重復步驟二、步驟三和步驟四，直至獲得期望的輻射源強度信息；

本發(fā)明中，D表示探測器探測到的劑量率；D_i表示第i個探測器探測得到的劑量率；i表示探測器的個數(shù)；j表示輻射源的個數(shù)；m表示輻射源個數(shù)能達到的最大值；S表示輻射源的強度；S_j表示第j個輻射源的強度；S_j,0表示初始計算未進行迭代的第j個輻射源的強度；a_i,j表示系數(shù)矩陣，是第j個輻射源對第i個探測器的劑量響應系數(shù)；表示線源離散系數(shù)；L_j表示第j個輻射源的離散數(shù)量，當輻射源為點源時離散數(shù)量為1；表示歸一化離散源強；BD(E,L(μ(E),r₀→r_p)表示積累因子，是E和L(μ(E),r₀→r_p)的函數(shù)；L(μ(E),r₀→r_p)表示光學距離，是μ(E)和r₀→r_p的函數(shù)，即，光學距離是能量和實際距離的函數(shù)；μ(E)表示線性衰減系數(shù)；r₀→r_p表示輻射源到探測點的距離；C(E)表示通量-劑量轉(zhuǎn)換因子，是E的函數(shù)；E表示能量，是核電廠中輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量；D′_i表示計算出的第i個探測器位置處的劑量率。其中，所述探測點表示探測器的位置，更準確的說是探測器上接收到輻射信息的位置。

本發(fā)明中所述的積累因子是本領域中常用的專業(yè)名詞，可參照本領域中的通常含義進行解釋和計算，本發(fā)明中給出其一般情況下的計算公式如下：

其中K^x的擬合公式如下：

K(E,x)＝cx^a+d[tanh(x/X_k-2)-tanh(-2)]/[1-tanh(-2)]；

其中E為光子能量，MeV；_x為源點到計算點的距離，mfp；b為一個平均自由程處的積累因子；a,c,d,X_k為經(jīng)驗參數(shù)，累因子系數(shù)選擇時，可以選擇采用對數(shù)差值方式，即：

a(E_a)＝{a(E₁)·[log(E₂)-log(E_a)]+a(E₂)·[log(E_a)-log(E₁)]}/[log(E₂)-log(E₁)]

在一個優(yōu)選的實施方式中，所述核電廠中輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量E的測算方法包括如下子步驟：

子步驟1，在核電廠內(nèi)部選取預定位置，該預定位置距離輻射源的距離為t，在該預定位置放置探測器，收集所述探測器探測到的劑量率I₀，

子步驟2，取回所述探測器，在其外部包覆屏蔽層后放置在所述預定位置，收集所述探測器探測到的劑量率I；

或者，取回所述探測器，在預定位置放置屏蔽體，再將所述探測器放置在屏蔽體內(nèi)，收集所述探測器探測到的劑量率I；

子步驟3，根據(jù)子步驟1和步驟2得到的I和I₀，通過下式(五)計算包覆層或屏蔽體的質(zhì)量衰減系數(shù)μ，

I/I₀＝BDe^-μt (五)

子步驟4，根據(jù)子步驟3的計算結果，查表得到輻射源發(fā)出的伽瑪射線的平均能量E。所述查表的表可以是材料截面表，該表記載在ANSI/ANS 6.4.3，“Gamma-ray Attenuation Coefficients and Buildup Factor for Engineering Materials”,American Nuclear Society，1991.的16-67頁。在本發(fā)明中，所有的用輻射能量，都用上述平均能量計算，如果核電廠中不同區(qū)域其能量差異較大，可以考慮對該區(qū)域單獨測算，即單獨測算平均能量，單獨測算輻射源強度。

在一個優(yōu)選的實施方式中，計算所述光學距離L的方法包括如下子步驟，子步驟a，跟蹤伽馬射線從輻射源到探測點的穿行過程，記錄伽馬射線穿過輻射區(qū)域的順序，即通過射線跟蹤法算算出輻射源到探測點的距離r₀→r_p，其中r₀表示輻射源的位置，表示探測點的位置r_p。子步驟b，分別計算每個輻射區(qū)域的距離，結合每個輻射區(qū)域材質(zhì)的線性減弱系數(shù)，最后求出總的光學距離L。

具體來說，計算γ射線穿行路程時，用組合幾何方法描述空間，并且將不同介質(zhì)的空間劃分為不同的區(qū)域。分別求出伽馬射線與每一個基本體的交點與入口之間的距離Di和與出口之間的距離Do。求出每個區(qū)域中帶“+”和“-”的所有基本體編號plus和minus，該過程可包括如下的六個步驟，

(1)每條線的起點r₀所在區(qū)域號Ipstart的確定：

倘若某個區(qū)域中沒有“-”基本體，那么該區(qū)域中，所有的"+"基本體都必須滿足起點r₀位于所有的“+”基本體中，那么可以認為射線的起始區(qū)域為該區(qū)域；倘若該區(qū)域中有“-”基本體，那么該區(qū)域中所有的"+"基本體都必須滿足起點r₀位于所有的“+”基本體中，并且所有的"-"基本體都必須滿足不包含此射線的起點r₀，那么認為射線的起始區(qū)域為該區(qū)域。

(2)每條線的終點r_p所在區(qū)域號Ipend的確定：

同樣的，倘若某個區(qū)域中沒有“-”基本體，那么該區(qū)域中，所有的"+"基本體都必須滿足終點r_p位于所有的“+”基本體中，那么可以認為射線的終止區(qū)域為該區(qū)域；倘若該區(qū)域中有“-”基本體，那么該區(qū)域中所有的"+"基本體都必須滿足終點r_p位于所有的“+”基本體中，并且所有的"-"基本體都必須滿足不包含此射線的終點r_p，那么認為射線的終止區(qū)域為該區(qū)域。

(3)每條線的起點r₀所在區(qū)域號對應的區(qū)域出口距離Zo的確定：

若γ射線起始區(qū)域號中沒有“-”基本體，起始區(qū)域中所有的"+"的基本體取出口距離Do中最小者為該γ射線起始區(qū)域的出口距離。若γ射線起始區(qū)域中有“-”基本體，首先起始區(qū)域中所有"+"的基本體取出口距離Do中最小的，然后所有"-"基本體取進口距離Di中最小的，取兩者的最大值為該γ射線起始區(qū)域的出口距離。

(4)射線經(jīng)過的每個區(qū)域的編號IP的確定：

終點不在最外層的區(qū)域情況下，若區(qū)域號中沒有“-”基本體，首先進行相鄰子區(qū)域的判斷，對于所有的“+”基本體，基本體進口距離小于等于區(qū)域的進口距離并且小于基本體的出口距離時(Di<＝Zin<Do)，該區(qū)域為上一個區(qū)域的相鄰區(qū)域，求出相應的區(qū)域編號IP；若γ射線區(qū)域號中有“-”基本體，對于所有的“+”基本體，基本體進口距離小于等于區(qū)域的進口距離并且小于基本體的出口距離(Di<＝Zin<Do)，并且對所有“-”基本體，基本體進口距離大于區(qū)域進口距離或者基本體出口距離小于等于區(qū)域進口距離(Di>Zin或Do<＝Zin)時，該區(qū)域為上一個區(qū)域的相鄰區(qū)域，求出相應的區(qū)域編號IP。

(5)射線經(jīng)過的每個區(qū)域的進口距離Zi和出口距離Zo的確定：

若上述求出的相鄰區(qū)域中沒有“-”基本體，該區(qū)域出口距離即是所有"+"的基本體出口距離Do中最小的，該區(qū)域的進口距離即為上一區(qū)域的出口距離；若上述求出的相鄰區(qū)域中有“-”基本體，先求出所有"+"的基本體取出口距離Do中最小者，在求出所有"-"的基本體進口距離Di中最小者，然后取兩者的最大值為該區(qū)域的出口距離，該區(qū)域的進口距離即為上一區(qū)域的出口距離。

(6)終點在最外層的區(qū)域情況下，首先找到最外層所有的基本體編號aa，對于區(qū)域中“+”基本體包含基本體aa,“-”基本體不包含基本體aa的區(qū)域時，尋找是否存在射線經(jīng)過區(qū)域中”-”基本體的進口距離大于區(qū)域的進口距離(Di(k,minus(i,m))>Zi(k,n))的“-”基本體，如果存在，區(qū)域出口距離取所有"-"基本體進口距離Di中最小者，如果不存在，區(qū)域出口距離為射線長度。

跟蹤到r_p點所在區(qū)域IPend并且射線出口距離等于射線長度時終止。從而得到γ射線穿行路程。

再進行射線穿行區(qū)域的次數(shù)與每次穿行距離的計算：

若射線的穿行區(qū)域編號不為0，那么該區(qū)域γ射線的穿行距離等于區(qū)域進口距離減掉區(qū)域出口距離，γ射線穿行次數(shù)加1；若γ射線的穿行區(qū)域編號為0，停止跟蹤。

利用γ質(zhì)量衰減系數(shù)和區(qū)域介質(zhì)的材料獲得γ截面μ_n；

通過上述記錄γ射線經(jīng)過區(qū)域時的穿行過程，分別求出每一區(qū)域的光學距離然后再求和，即：其中，N表示輻射區(qū)域的數(shù)量，該數(shù)量主要是由廠房內(nèi)部環(huán)境決定的。

在一個優(yōu)選的實施方式中，使用最小二乘法處理步驟二中的超定方程組，并獲得輻射源強度信息的過程包括如下子步驟：

子步驟3-1，將超定方程組用矩陣的形式表示為AX＝b；

子步驟3-2，求該矩陣的法方程A^TAX＝A^Tb，即X＝(A^TA)^-1A^Tb；

子步驟3-3，用對稱矩陣的三角分解法解法方程，記G＝A^TA，其中，G為對稱矩陣；

子步驟3-4，利用三角分解法解出G＝LDL^T，其中L是小三角矩陣，D為對角矩陣；

子步驟3-5，解下三角矩陣方程組:LY₁＝A^Tb；

子步驟3-6，解對角矩陣方程組：DY₂＝Y₁；

子步驟3-7，解上三角矩陣方程組：L^TX＝Y₂。

其中，X＝(A^TA)^-1A^Tb與S_j，0＝(a_i，j^T·a_i，j)^-1·a_i，j^T·D_i相對應，通過所述子步驟3-1至子步驟3-7得到輻射源強度的計算數(shù)值，本發(fā)明中所述的最小二乘法為本領域中通用的超定方程解算方法。

在一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟五中，通過下式(六)進行線性擬合，

(六)

其中，表示估計的劑量率；表示估計的斜率，表示估計的截距，

n表示探測器個數(shù)i能達到的最大值，表示計算出的探測器位置處劑量率的平均值，表示探測器探測到的劑量率的平均值。

在一個優(yōu)選的實施方式中，在線性擬合之后，還要分別得到線性擬合的平均不確定度、擬合優(yōu)度、品質(zhì)因數(shù)、加權函數(shù)和對應的權重矩陣，所述品質(zhì)因數(shù)代表本次迭代計算的可信度。在步驟五中，根據(jù)不確定度得到權重函數(shù)，再通過權重函數(shù)獲得權重矩陣W，所述權重矩陣W通過下式(七)得到，

(七)

其中，f表示擬合不確定度，f_i表示第i個探測器位置的擬合不確定度；表示平均擬合不確定度，表示權重函數(shù)。

在一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟六中，獲得所述期望的輻射源強度信息的判斷條件是當S_i＞0時，且品質(zhì)因數(shù)M達到最大值，即當S_i＞0，且品質(zhì)因數(shù)M達到最大值時停止加權迭代，并輸出輻射源強度信息，該輻射源強度信息就是最終得到的期望的輻射源強度，也是最接近真實值的輻射源強度。

本發(fā)明的目的在于獲得最接近真實值的輻射源強度，而步驟三得到的輻射源強度的可信度比較低，其與真實值之間的誤差會比較大，所以為了提高該數(shù)值的準確性，即獲得最接近真實值的輻射源強度，本發(fā)明中給出了步驟四至步驟六的加權迭代過程，并最終設定了迭代終止的條件，以在保證結果準確的情況下盡量減少工作量，縮短作業(yè)時間，提高數(shù)據(jù)獲取的效率。根據(jù)上述加權迭代方法和迭代終止的判斷標準。另外，本發(fā)明中得到的輻射源強度比源項分析的方法獲得的輻射源強度更準確，更為貼近真實值，能夠保證獲得值與真實值在一個數(shù)量級之內(nèi)。在一個優(yōu)選的實施方式中，每次執(zhí)行步驟六時都相應地得到一個品質(zhì)因數(shù)M，所述品質(zhì)因數(shù)M通過下式(八)得到，

(八)

其中，R²表示擬合優(yōu)度，

在一個優(yōu)選的實施方式中，超定方程組的矩陣形式見下式(九)

(九)

其中，ε表示每個探測器引入的誤差；考慮物理涵義，實際上每個探測點處引起的誤差可以認為是輻射源引起的，那么上述方程簡化為下式(十)，

(十)，

其中S^*表示考慮了誤差的輻射源強度，P表示point，即點源，L表示line，即線源，k用于表示線源的數(shù)量，對線源按順序編號，其編號為從j+1到j+k；通過上式能夠發(fā)現(xiàn)，系數(shù)矩陣a_i,j等價于第j個輻射源對第i個探測器的劑量響應系數(shù)，那么離散點源對探測器的響應系數(shù)為

對于點源point，q＝0，對于線源line，q＝1；即當輻射源為點源時，q＝0，當輻射源為線源時，q＝1；

對于線源，將輻射源在空間坐標(A,B,C)上離散，那么離散點源對探測器的響應系數(shù)為

上述方程組經(jīng)過離散后變?yōu)?/p>

對于的獲得，以輻射源S^*₁為例，將輻射源在空間一維坐標上離散，那么可通過下式(十一)獲得，

(十一)

其中，

即

其中，X_L表示離散后的坐標；表示余弦常數(shù)，該數(shù)值可以人為輸入，一般取0；L表示離散數(shù)量，即將線源分成若干份進行離散計算時線源被分成的份數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于執(zhí)行本發(fā)明上文中所述的核電廠點源線源組合的復合輻射源強逆推方法。

優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括探測器、伽瑪射線平均能量計算模塊和輻射源強度計算模塊；

所述探測器有多個，包括預定位置探測器和核電廠輻射值監(jiān)測探測器，

所述預定位置探測器設置在核電廠輻射區(qū)域內(nèi)與輻射源之間距離確定的預定位置，且在所述預定位置探測器外部任選地包覆有可拆卸的屏蔽層；所述預定位置距離輻射源的距離可以在后續(xù)的計算中作為已知量出現(xiàn)；

所述預定位置探測器用于將探測到的輻射劑量率信息傳遞至伽瑪射線平均能量計算模塊，用以計算伽瑪射線平均能量；

所述核電廠輻射值監(jiān)測探測器分布在核電廠的輻射區(qū)域中，分別位于本發(fā)明中所述的關鍵位置，用于將分別探測到的核電廠中劑量率信息傳遞至輻射源強度計算模塊，

所述伽瑪射線平均能量計算模塊用于計算伽瑪射線的平均能量E，

所述輻射源強度計算模塊用于計算核電廠中輻射源強度。

實驗例：

以大亞灣核電站1號機組核島內(nèi)NB281房間作為實驗對象，該房間為核島控制區(qū)內(nèi)用來放置裝有放射性廢水收集桶的地方，廢水收集桶為一圓柱形容器，內(nèi)部放射性液體源強為0.7586E+10MeV/cm³.s(或者4.2898E+14/s)。將該圓柱形容器的上半部分簡化為2個點源，下半部分簡化為2個垂直于圓柱底面的線源，在廢水收集桶中間部分每隔50cm設置一個探測器，共五個探測器，每個探測器獲得的探測值分別為2.032mSv/hr、0.685mSv/h、0.255mSv/h、0.1446mSv/h、0.0929mSv/h，即為本發(fā)明中的D₁,D₂,D₃,D₄,D₅，根據(jù)本發(fā)明提供的平均能量獲取方法及系統(tǒng)得到平均能量為1.3MeV，采用本發(fā)明提供的源強逆推方法及系統(tǒng)，分別得到的2個點源源強分別為1.1037E+14MeV/s、1.2694E+14MeV/s，2個線源的源強分別為1.1698E+12MeV/(cm.s)(或者0.9358E+14MeV/s)、1.1766E+12MeV/(cm.s)(或者0.9413E+14MeV/s)。

從最終的結果可知，得到的四個輻射強度之和與該輻射源的輻射強度真實值基本一致，所以可以說明本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)能夠獲得貼近真實值的輻射源強度信息。

以上結合了優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本發(fā)明進行多種替換和改進，這些均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。