利用动量积分缪子散射层析监测干式容器中的乏核燃料

核材料衡算与防扩散是美国核能发展进程中需解决的关键任务之一。监测乏核燃料对于持续可靠的 SNF 贮存管理十分重要。宇宙线缪子因其强穿透性与高能量而被认为是监测 SNF 的一种有前景的射线照相工具。宇宙线缪子更适用且已被用于成像大型致密物体。尽管其在多种应用中具有潜力，宇宙线缪子的广泛应用受限于海平面处天然低强度。为在工程应用中高效利用宇宙线缪子，必须测量其轨迹与动量。尽管各项研究表明缪子应用中测量动量具有显著潜力，但在现场同时测量缪子散射角与动量仍十分困难。为填补这一关键空白，提出了一种使用多层加压气体切伦科夫辐射体的缪子谱仪。然而，现有缪子层析算法是在假设单能缪子散射下开发的，并未针对实测的多能动量谱进行优化。本工作中，我们开发并评估了一种动量积分缪子散射层析算法。我们评估了该算法从 SNF 干式容器中识别缺失燃料组件的能力。结果表明，测量缪子动量时 MMST 的图像分辨率显著提升，且相较于传统缪子成像技术，在系统查找缺失 FA 方面可将监测时间缩短至十分之一。