基于GEANT4模拟的双参数分析通过μ子层析对非核废料桶进行无损检测：一项蒙特卡洛研究

在本研究中，我们利用GEANT4代码进行蒙特卡洛模拟，以展示基于双参数分析的μ子层析技术在核废料桶检测中的能力。我们当前的描迹仪装置由三组顶部和三组底部塑料闪烁体组成，材料为聚氯乙烯甲苯，厚度为0.4 cm；复合目标材料为一个圆柱形核废料桶，高96 cm、半径29.6 cm，其最外层为不锈钢，侧壁厚3.2 cm，填充材料为普通混凝土，其中包裹尺寸为20$\times$20$\times$20 cm$^{3}$的核材料。通过使用面积为1$\times$1 cm$^{2}$、能量在0.1至8 GeV均匀区间内的窄平面μ子束进行模拟，我们以0.5 GeV为bin长度确定了平均散射角及其标准偏差的变化，以1 mrad为步长统计了散射角计数，并记录了从钴到钚五种常见核材料的吸收事件数。通过本研究基于散射角与吸收的双参数分析，我们表明与无任何核材料的混凝土填充废料桶相比，废料桶中核材料的存在在数值上是可见的，并且μ子层析能够通过耦合散射角信息与吸收数量来区分这些核材料，即使在这两个参数中某一参数对特定核材料呈现强相似性的情况下。