题目：球形燃料元件X射线自动检测方法研究

 

球形燃料元件是高温气冷堆（High-temperature gas-cooled reactors，HTGR）重要的创新点，其性能及质量会对高温气冷堆的安全性产生重大影响。本文以吸收衬度DR(Digital Radiography)成像和三维CT(Computed Tomography)层析扫描为手段，展开无燃料区外逸燃料颗粒的自动识别研究，并基于燃料元件CT断层序列，提取燃料颗粒的三维分布状态参数，实现对球形燃料元件的快速检测和燃料颗粒的空间表征。该项目的研究将为球形燃料元件质量保障提供新的技术手段，对提高球形燃料元件的性能，保证高温气冷堆的安全性具有重要的意义，同时也为面向工程的球形燃料元件质量监测系统的开发奠定基础。本文主要研究内容以及创新点如下：

（1）根据锥束射线DR成像系统的几何特点，分析了外逸燃料颗粒检测盲区的形成机理，并提出成像几何参数的优化方法，消除检测盲区造成的外逸燃料颗粒的漏判。

（2）针对制造工艺和传动不稳定性造成的无燃料区投影位置和投影大小的随机跳变，提出了一种无燃料区投影的动态标定方法，该具有精度高、稳定性强的优点。

（3）根据不同投影视角下无燃料区的投影信息，利用形态学闭运算、差运算以及图像分割技术提取出外逸燃料颗粒投影信息，实现对不合格燃料元件的自动识别。

（4）基于燃料元件的CT断层序列图像，采用FCM（Fuzzy-C means）模糊聚类分割算法，实现对CT图像中粘连目标体的分割；在此基础上，采用区域增长三维分割技术提取燃料颗粒的空间形心坐标，从而实现颗粒的个数、颗粒分布偏心度以及颗粒空间分布均匀度的量化表征。