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采用中子感生瞬发γ射线分析(PGNAA)技术进行散装物料元素成份的在线测量是当前核技术及应用领域的一个研究热点。在工业应用上实现这一技术的关键是，在采用能量分辨率较差但适于工业现场使用的NaI(T1)或BGO闪烁探测器的条件下，如何求得物料的元素组成。作者认为，蒙特卡罗谱库最小二乘(MCLLS)方法是解决上述问题的最好的方法之一。论文的主要工作就是完成将MCLLS方法用于工业在线元素成份分析的应用基础研究。
实现MCLLS方法的关键是蒙卡谱库的建立。但是通用蒙卡程序难以满足谱库模拟对计算效率和准确度的要求，因此论文工作必须开发一个高效率、高准确度的专用蒙卡程序——NPTrans。NPTrans是在充分消化MCNP和EGS4程序的基础上开发的，内容主要包括中子输运、光子输运、中子和光子的级联输运、对电子输运的厚靶轫致辐射(TTB)模型近似以及对光子在NaI(T1)探测器内响应的模拟。其中，对光子在NaI(T1)探测器内响应的模拟考虑了电子在NaI(T1)晶体内的非正比闪烁效率问题和单逃逸峰位移问题，计算结果优于目前已知的其他方法。并且，NPTrans对MCNP采用的中子截面数据库中元素发生热中子俘获后产生的次级光子的能量和强度截面进行了修正。从实验验证的结果看，这些修正是准确且非常必要的。NPTrans针对MCLLS方法的技术特点加入了一些行之有效的方差减小技术，主要有期望值技术、重要方向抽样、网格权重窗和相关抽样。计算表明，对采用的具体模型来说，采用相应的减方差技巧后在计算结果无偏的前提下计算效率与MCNP相比提高约2～3个量级。
模拟谱库能否用于MCLLS方法以求得准确的物料组成，关键在于模拟谱与实际得到的实测谱是否相符合，这也是MCLLS方法能否用于实现物料在线元素成份分析的关键之所在，因此必须对NPTrans计算出的瞬发γ谱进行实验验证。从实验验证的结果来看，NPTrans模拟出的瞬发γ能谱与实测谱符合得相当好，这说明NPTrans基本满足MCLLS方法中计算蒙卡谱库的需求。
在论文的最后一部分，使用NPTrans模拟实现了MCLLS方法的完整解谱过程，并对MCLLS方法中的若干问题进行了深入探讨。
NPTrans的成功开发和对MCLLS方法的深入研究，为国内将MCLLS方法用于工业上元素成份的在线测量奠定了很好的基础。