本发明属于核材料非破坏性分析，具体涉及一种含钚物料质量分析方法。
背景技术：
1、核材料的非破坏性分析(nda)技术是核保障技术研究的重要课题,也是实现核材料衡算管理、核设施实体保护、核设施出入口监控以及放射性诊断的重要测量手段。由于中子穿透能力强,中子探测技术在核材料非破坏性测量中具有重要的作用。
2、目前，主要通过运用蒙特卡罗方法计算出特殊形状钚材料近距离的中子的能谱、空间分布，得到不同条件下的总中子探测效率，再结合中子计数装置的测量结果，能够分析得到物料质量。
3、然而，现有的分析技术只能够对固定条件下的物料质量进行测算，但当测量对象较复杂，且探测效率随物料量发生变化时，尚无有效的测量方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种含钚物料质量分析方法，利用中子分析方法对混料漏斗中的物料含量进行快速物料监测，得到混料漏斗中的物料含量，以实现特殊条件下物料量的实时测量，且测量偏差小于10％，满足工艺生产正常运行与安全要求，能够实现物料正常装罐与转移储存。
2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种含钚物料质量分析方法，所述方法包括如下步骤：
3、s1、建立测量对象的计算模型，通过mcnp模拟装载不同物料量时的探测效率，计算物料自发裂变中子在所述计算模型下的探测效率库；
4、s2、计算并验证不同c值对应的中子计数模块的探测效率，并根据装载物料时的c值判断对应的中子计数模块的探测效率ε；
5、其中，所述中子计数模块包括水平探测模块、斜面探测模块；
6、所述c值为斜面探测模块测得的斜面中子计数n3与水平探测模块测得的水平中子计数n12的比值；
7、s3、通过中子计数模块的总中子数s、中子计数模块的探测效率ε计算混料漏斗中装载的物料质量m。
8、进一步，步骤s1中，通过mcnp模拟不同物料量时的探测效率的具体方法为：
9、s11、从低到高依次将混料漏斗中装载的物料模拟为由多层圆柱体组成，不同物料量由不同层数的圆柱体组成，每层圆柱体代表相同的物料质量；
10、s12、通过中子计数模块测量混料漏斗内装载不同物料量时水平中子计数、斜面中子计数，通过mcnp模拟装载不同物料量时的水平模块探测效率、斜面模块探测效率；并计算相应的c值；获得物料自发裂变中子在所述计算模型下的探测效率库。
11、进一步，步骤s11中，所述混料漏斗可装载1000g的含钚物料，满载时所述多层圆柱体为十层圆柱体，每层圆柱体代表100g物料量，用于模拟混料漏斗中装载相应物料量时的探测效率。
12、进一步，所述水平探测模块包括第一水平探测模块、第二水平探测模块；
13、所述水平探测模块测得的水平中子计数n12为第一水平探测模块测得的第一水平中子计数n1、第二水平探测模块测得的第二水平中子计数n2的算术平均值。
14、进一步，所述第一水平探测模块、第二水平探测模块、斜面探测模块采用he-3中子计数器。
15、进一步，所述第一水平探测模块、第二水平探测模块布置在混料漏斗中部的同一水平面上，分别位于混料漏斗的背面和侧面。
16、进一步，所述斜面探测模块沿着混料漏斗的锥形母线以与混料漏斗斜面相切的方式布置。
17、进一步，步骤s2中，设定c＝1.7为界线，当c＜1.7时，中子计数模块的探测效率ε为ε1；当c＞1.7，中子计数模块的探测效率ε为ε2。
18、进一步，所述中子计数模块的总中子计数s为斜面探测模块测得的斜面中子计数n3与水平探测模块测得的水平中子计数n12的算术平均值。
19、进一步，混料漏斗中装载的物料质量m根据公式(4)计算，
20、
21、式中，m为物料质量；
22、a1～a5和f1～f5分别为每克核素238pu、239pu、240pu、241pu、242pu氧化物对应的总中子产额和以及相应核素的丰度；
23、ε为中子计数模块的探测效率；
24、s为中子计数模块的总中子计数率。
25、进一步，当物料丰度已知时，公式(4)简化为公式(5)：
26、
27、式中，m为物料质量；
28、k为常数，根据物料中各核素的丰度计算；
29、ε为中子计数模块的探测效率；
30、s为中子计数模块的总中子计数率。
31、本发明的有益效果在于：采用本发明所提供的一种含钚物料质量分析方法，通过如下步骤：建立测量对象的计算模型，通过mcnp模拟装载不同物料量时的探测效率，计算物料自发裂变中子在所述计算模型下的探测效率库；计算并验证不同c值对应的中子计数模块的探测效率，所述c值为斜面探测模块测得的斜面中子计数n3与水平探测模块测得的水平中子计数n12的比值；并根据装载物料时的c值判断对应的中子计数模块的探测效率ε；通过中子计数模块的总中子数s、中子计数模块的探测效率ε计算混料漏斗中装载的物料质量m。本发明提供的方法可以在工艺基本稳定的情况下，通过优化模拟混料漏斗内物料量的计算模型，利用中子分析方法对混料漏斗中的物料含量进行快速物料监测，得到混料漏斗中的物料含量，以实现特殊条件下物料量的实时测量，且测量偏差小于10％，满足工艺生产正常运行与安全要求，能够实现物料正常装罐与转移储存。
1.一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，步骤s1中，通过mcnp模拟不同物料量时的探测效率的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，步骤s11中，所述混料漏斗可装载1000g的含钚物料，满载时所述多层圆柱体为十层圆柱体，每层圆柱体代表100g物料量，用于模拟混料漏斗中装载相应物料量时的探测效率。
4.根据权利要求1所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述水平探测模块包括第一水平探测模块、第二水平探测模块；
5.根据权利要求4所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述第一水平探测模块、第二水平探测模块布置在混料漏斗中部的同一水平面上，分别位于混料漏斗的背面和侧面。
6.根据权利要求4所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述第一水平探测模块、第二水平探测模块、斜面探测模块采用he-3中子计数器。
7.根据权利要求1所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述斜面探测模块沿着混料漏斗的锥形母线以与混料漏斗斜面相切的方式布置。
8.根据权利要求1所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，步骤s2中，设定c＝1.7为界线，当c＜1.7时，中子计数模块的探测效率ε为ε1；当c＞1.7，中子计数模块的探测效率ε为ε2。
9.根据权利要求1所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，所述中子计数模块的总中子计数s为斜面探测模块测得的斜面中子计数n3与水平探测模块测得的水平中子计数n12的算术平均值。
10.根据权利要求9所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，混料漏斗中装载的物料质量m根据公式(4)计算，
11.根据权利要求10所述的一种含钚物料质量分析方法，其特征在于，当物料丰度已知时，公式(4)简化为公式(5)：
