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基于三维中子成像
的锆合金包壳氢分
汇报人：
布量化方法研究
目录
PARTOne
三维中子成像技术
原理
PARTThree
基于三维中子成像
的氢分布量化方法
PARTFive
三
中子散射原理
中子散射是中子中子散射遵循动中子散射常用于
与物质原子相互量守恒和能量守研究物质结构和
作用的一种形式恒定律性质
中子成像技术优势
中子成像技术能够穿透金属材料，对氢分布进行无损检测
中子成像技术具有较高的空间分辨率和时间分辨率，能够捕捉到氢分布的动态变化
中子成像技术具有非电离辐射的优点，对生物组织无害，适用于安全检测
中子成像技术应用领域
核能：用于检测和监测核反应堆和航空航天：用于检测飞机和航天器
核燃料循环设施的结构和材料
石油和天然气：用于探测油气藏和
锆合金包壳材料特性
具有良好的机械性能和耐腐蚀性良好的核性能和低中子吸收截面
较低的热导率和电导率
氢在锆合金中的扩散特性
氢在锆合金中的扩散行为受
温度和氢分压影响较大
氢在锆合金中的扩散系数较
低
氢在锆合金中的聚集形态
晶格间隙中的氢主要分布在锆合金的α-Zr相中，而表面吸附氢主要分布在锆合金的
中。
氢在锆合金中的聚集形态受到温度、压力、合金成分等多种因素的影响。
基于三
的
三维中子成像技术对氢分布的量化原理
原理：基于中优势：能够无局限性：对中
子与氢原子相损、非侵入地子源强度和探
互作用，通过检测材料内部测器性能要求
测量中子散的氢分布，适较高，且对含
氢分布量化方法的技术路线
l建立三维模型：根据实验数据和理论模型，建立待测锆合金包壳的三
维模型。
l中子源照射：使用中子源对锆合金包壳进行照射，中子与氢原子发生
非弹性散射。
l数据采集：通过中子探测器采集散射后的中子数据，并进行预处理。
l图像重建：利用采集到的中子数据，通过反演算法重建出氢分布的三
维图像。
氢分布量化方法的实验验证
在核能领域的应用前景
优化核反应堆设提高核燃料利用监测核废料处理
计率过程
在其他领域的应用前景
l核能
l石油工业：应用于油井设备的氢损伤评估，提高石油开采的安全性和效率。
l化学工
对未来科技发展的
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