评估利用宇宙射线缪子探测核废料储存筒仓的可行性

缪子成像技术是应用科学研究中一个快速发展的领域。近年来，利用宇宙射线缪子的库仑散射和吸收特性，开发了许多探测器技术和成像技术，用于各种应用的无损检测。本工作展示了评估在英国核工业中利用缪子探测废料筒仓可行性的首批结果。此前已发表过两种利用不同技术exploit这些特性的方法，并在屏蔽高 Z 材料和火山勘测中的密度变化检测方面，从模拟和实验数据中显示出令人鼓舞的结果。这两种探测器系统均基于闪烁体和光电倍增管技术。针对一个填充混凝土和一系列铀样本的中型核废料储存设施，展示了使用这两种技术及图像重建技术的专用模拟研究结果。两项结果均突显了在数周的实时持续时间内识别厚度大于 5cm 的不同铀物体的潜力。结构混凝土内库仑散射贡献的增加阻碍了两种方法即使增加统计量也无法分辨 2cm 尺寸物体的能力。所有这些结果都取决于物体在设施内的位置以及探测器的位置。此外，还展示了针对不同混凝土厚度的结果，这反映了被探测结构未知的组成成分，以及针对不同数据采集持续时间的研究结果。预计随着进一步的研究，一种或两种形式的缪子成像技术将在英国核工业未来的工业应用中发挥关键作用。