Результаты моделирования
1 Из отобранного в п. 3.2 исходного множества детекторов, включающего 6 детекторов на первом шаге без всякого перебора (безальтернативно) был выбран детектор со сцинтиллятором толщиной 10 мм с добавлением бора-10 с пятью измерительными каналами, получаемыми путём амплитудной дискриминации его выходных импульсов со следующими порогами дискриминации: 0,5 В, 1,25 В, 1,5 В, 1,75 В и 2,0 В, поскольку он обеспечивает получения от одного детектора пять измерительных каналов с различными спектральными характеристиками.
2 На втором шаге после перебора всех возможных комбинаций из двух детекторов наилучшей оказалась комбинация с добавлением детектора № 3 - детектор с толщиной сцинтиллятора 20 мм без добавления бора-10.
Для этой комбинации (два детектора, но 6 измерительных каналов и, соответственно 6 нейронов во входном слое нейронной сети, 10 - в выходном слое и 8 - в
промежуточном слое) получены значения ошибок восстановления спектров по обучающей выборке, представленные в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Результаты, полученные на втором шаге отбора детекторов
Энергетические интервалы | Среднеквадратические ошибки по каждому интервалу, % | Значение критерия отбора, % | СКО по всем интервалам всех реализаций, % | Максимальная ошибка (%) и базовый спектр |
0,025 - 0,1 эВ | 10,76 | 9,55 | 8,91 | 67,19 (реактор БАРС-5) |
0,1 - 0,5 эВ | 7,98 | |||
0,5 - 2,0 эВ | 13,50 | |||
2,0 - 20 эВ | 8,88 | |||
20 - 500 эВ | 8,00 | |||
0,5 - 10 кэВ | 9,72 | |||
10 - 200 кэВ | 12,72 | |||
0,2 - 1,0 МэВ | 5,98 | |||
1 - 5 МэВ | 8,12 | |||
5 - 20 МэВ | 11,03 |
В этой таблице дополнительно приведены среднеквадратические ошибки по каждому энергетическому интервалу, найденные по всем реализациям обучающей выборки.
Как видим, они отличаются не очень существенно (максимальный разброс - в два раза).3 На третьем шаге к этим двум детекторам поочерёдно добавлялся каждый из оставшихся, и наилучшая комбинация определялась по минимуму критерия отбора. Наилучшей оказалась комбинация при добавлении детектора № 4 - с толщиной сцинтиллятора 5 мм с добавлением бора-10.
Для этих комбинаций обучалась нейронная сеть с 7 нейронами во входном слое, 10-ю в выходном и 8 нейронами - в промежуточном слое.
Полученные значения ошибок восстановления спектров обучающей выборки приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Результаты, полученные на втором шаге отбора детекторов
Энергетические интервалы | Среднеквадратические ошибки по каждому интервалу, % | Значение критерия отбора, % | СКО по всем ин- терва- лам всех ре- ализа- ций, % | Максимальная относительная ошибка (%) и базовый спектр |
0,025 - 0,1 эВ | 12,63 | 8,25 | 8,11 | 61,89 (реактор Наяда) |
0,1 - 0,5 эВ | 8,58 | |||
0,5 - 2,0 эВ | 12,97 | |||
2,0 - 20 эВ | 7,84 | |||
20 - 500 эВ | 7,76 | |||
0,5 - 10 кэВ | 9,22 | |||
10 - 200 кэВ | 7,81 | |||
0,2 - 1,0 МэВ | 8,96 | |||
1 - 5 МэВ | 8,29 | |||
5 - 20 МэВ | 12,56 | |||
Значение критерия Фишера | 1,34 |
По сравнению с наилучшей комбинацией предыдущего шага критерий улучшился на 1,3 %.
Значение критерия Фишера 1,34 > 1,06 (табличное значение), что подтверждает значимость улучшения критерия отбора. Поэтому делаем третий шаг.3 К трём уже отобранным детекторам добавляем каждый из оставшихся и анализируем комбинации из 4-х детекторов. Наилучшей оказалась комбинация с добавлением 6-го детектора - с толщиной сцинтиллятора 10 мм с добавлением бора-10 и покрытием из нитрида бора толщиной 3 мм.
Для неё ошибки восстановления спектров обучающей выборки представлены в таблице 1.3. Из неё следует, что с добавлением 4-го детектора даже для наилучшей комбинации значение критерия отбора не уменьшилось, а возросло. Причём,
возросла и среднеквадратическая ошибка, определённая для всех энергетических
интервалов по всем реализациям.
Таблица 3.3 - Результаты, полученные на третьем шаге отбора детекторов
Энергетические интервалы | Средне- квадратические ошибки по каждому интервалу, % | Значение критерия отбора, % | СКО по всем интервалам всех реализаций, % | Максимальная относительная ошибка (%) и базовый спектр |
0,025 - 0,1 эВ | 12,88 | 8,78 | 8,55 | 61,81 (реактор Наяда) |
0,1 - 0,5 эВ | 9,25 | |||
0,5 - 2,0 эВ | 12,6 | |||
2,0 - 20 эВ | 8,75 | |||
20 - 500 эВ | 7,87 | |||
0,5 - 10 кэВ | 9,17 | |||
10 - 200 кэВ | 6,22 | |||
0,2 - 1,0 МэВ | 9,12 | |||
1 - 5 МэВ | 7,64 | |||
5 - 20 МэВ | 11,32 |
Это означает, что добавление четвёртого детектора только ухудшает точность восстановления спектров.
Следовательно, наилучшей является комбинация из трёх детекторов, полученная на предыдущем шаге:- детектор № 1 со сцинтиллятором толщиной 10 мм с добавлением бора-10 с пятью измерительными каналами, получаемыми путём амплитудной дискриминации его выходных импульсов со порогами дискриминации: 0,5 В, 1,25 В, 1,5 В, 1,75 В и 2,0 В;
- детектор № 3 - с толщиной сцинтиллятора 20 мм без добавления бора-10;
- детектор № 4 - с толщиной сцинтиллятора 5 мм с добавлением бора-10.
Для этой комбинации детекторов проведена проверка результатов восстановления спектров на проверочной выборке, не участвовавшей в обучении нейронной сети. Ошибки восстановления спектров по реализациям проверочной выборки представлены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 - Ошибки восстановления спектров реализаций проверочной выборки комбинацией детекторов 1-3-4
Энергетические интервалы | Среднеквадратические ошибки по каждому интервалу, % | СКО по всем интервалам всех реализаций, % |
0,025 - 0,1 эВ | 13,23 | 8,04 |
0,1 - 0,5 эВ | 9,18 | |
0,5 - 2,0 эВ | 8,30 | |
2,0 - 20 эВ | 6,76 | |
20 - 500 эВ | 5,60 | |
0,5 - 10 кэВ | 7,57 | |
10 - 200 кэВ | 8,24 | |
0,2 - 1,0 МэВ | 11,03 | |
1 - 5 МэВ | 10,52 | |
5 - 20 МэВ | 12,07 |
Сравнивая эти результаты с результатами восстановления спектров реализаций обучающей выборки (таблица 3.2), можно видеть, что среднеквадратические ошибки по каждому энергетическому интервалу изменились несущественно, причём часть из них возросла, а часть уменьшилась, а среднеквадратическая ошибка по всем интервалам всех реализаций даже уменьшилась с 8,11 % до 8,04 %.
Таким образом, и для реализаций, не участвовавших в обучении нейронной сети, точность восстановления спектров не ухудшилась.В дополнение к этому был проведен анализ количества реализаций с максимальными ошибками восстановления (имеются в виду максимальные ошибки на отдельных энергетических интервалах), превышающих 50 %, лежащих в интервалах (40 ... 50) %, (30 ...40) %, (20 ...30) % и менее 10%. Такой же анализ для тех же интервалов проведен по среднеквадратическим ошибкам для всех энергетических интервалов каждой реализации. Для обучающей выборки результаты этого анализа представлены в таблицах 3.5. Для проверочной выборки - в таблицах 3.6.
Таблица 3.5 - Распределение количества реализаций по величине ошибок
для обучающей выборки
Величина ошибок, % | Количество реализаций | №№ базовых спектров с максимальной ошибкой | |
Максимальные ошибки | Среднеквадратические ошибки | ||
Более 50 % | 111 | 0 | 39,50, 47, 12, 23, 13, 14 |
(40...50) % | 131 | 0 | 38, 58, 39, 59, 60, 50, 61, 56, 46, 47, 36, 57, 4, 12, 33, 22, 23, 70, 17 |
(30...40) % | 322 | 0 | 51, 38, 58, 53, 40, 59, 60, 50, 61, 54, 55, 7, 45, 56, 46, 36,57, 37, 4, 15, 16, 11, 18, 28, 33, 34, 24, 70, 17 |
(20...30) % | 428 | 0 | 51, 42, 53, 40, 41, 48, 49, 43, 54, 44, 55, 7, 45, 37, 2, 3, 1, 15, 64, 10, 11, 68, 18, 28, 30, 31, 32, 34, 35, 19, 29, 21, 24, 25, 26, 71, 72, 8, 6 |
(10...20) % | 389 | 465 | 52, 42, 40, 41, 43, 44, 2, 3, 1, 62, 64, 10, 66, 68, 67, 65, 9, 27, 29, 30, 31, 32, 19, 20, 21, 24, 26, 69, 5, 8, 6 |
Менее 10 % | 59 | 975 | 2, 1, 61, 40, 51, 59, 39 |
Примечание - Всего в обучающей выборке 1440 реализаций.
Таблица 3.6 - Распределение количества реализаций по величине ошибок
для проверочной выборки
Величина ошибок, % | Количество реализаций | №№ базовых спектров с максимальной ошибкой | |
Максимальные ошибки | Среднеквадратические ошибки | ||
Более 50 % | 56 | 0 | 39, 50, 47, 12, 23, 13, 14 |
(40...50) % | 76 | 0 | 38, 58, 39, 59, 60, 50, 61, 56, 46, 47, 36, 57, 4, 16, 12, 33, 22, 70, 6 |
(30...40) % | 164 | 0 | 51, 38, 58, 53. 40, 59, 60, 50, 61, 54, 55, 7, 45, 56, 46, 36, 37, 37, 4, 15, 16, 11, 18, 28, 33, 34, 19, 24, 70, 6, 17 |
(20...30) % | 222 | 0 | 51. 42, 53, 40, 41, 48, 49, 43, 54, 44, 55, 7, 45, 46, 37, 2, 3, 1, 15, 64, 10, 11, 68,9, 18, 30, 31, 32, 34, 35, 19, 20, 21, 24, 25, 26, 69, 71, 72, 8 |
(10...20) % | 178 | 243 | 52, 42, 40, 41, 48, 49, 2, 3, 1, 62, 63, 64, 10, 66, 68, 67, 65, 9, 27, 29, 30, 31, 20, 21, 24, 26, 69, 5 |
Менее 10 % | 24 | 477 | 2, 63, 66, 27, 69, 5 |
Примечание - Всего в проверочной выборке 720 реализаций.
Реализации с наибольшими ошибками (более 50%) как в обучающей, так и в проверочной выборке пришлись на спектр нейтронов специальных сборок - сборка ∑∑ для реактора ИР-100 (Украина), спектр нейтронов утечки из активной зоны импульсных реакторов - реактор ГИР-2, МОП-К1 (ВНИИЭФ, Россия), спектр нейтронов в центре металлической активной зоны импульсных реакторов на быстрых нейтронах - реактор БАРС-5 РУН-2 (ФЭИ, Россия), спектр нейтронов в канале ВЭК-12 реактора ИРТ-2000, спектры нейтронов, измеренные на рабочих местах персонала горно-химического комбината - ГХК-6, спектры потоков утечки нейтронов из защиты - реактор Наяда и реактор Рашель.
Еще по теме Результаты моделирования:
- Статья 42. Лицам, работающим по найму, гарантируется справедливая доля вознаграждения в экономических результатах труда в соответствии с его количеством, качеством и общественным значением, но
- Методика имитационного моделирования
- Исследования спектральных характеристик сцинтилляционных детекторов с помощью моделирования методом Монте-Карло
- ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИМЕТРА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ И ПОДБОР ДЕТЕКТОРОВ ДЛЯ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО БЛОКА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ
- ЛОГВИНОВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИМЕТРА. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Курск, 2019, 2019
- Первичные источники нейтронов
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- Формулировка целей и задач исследования
- Выбор энергетических интервалов, для которых определяются усреднённые значения спектральной плотности нейтронного излучения
- 2.3.1 Общая характеристика библиотеки программ GEANT-4 и условия проведения расчётов
- Лисанюк Елена Николаевна. Логико-когнитивная теория аргументации. Диссертация, СПбГУ., 2015
- СОДЕРЖАНИЕ
- ГРИГОРЬЕВА АНАСТАСИЯ СЕРГЕЕВНА. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО РОССИИ И ГЕРМАНИИ (ОПЫТ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ). Диссертация, СПбГУ., 2014
- Энергетические спектральные характеристики нейтронных детекторов и активационных индикаторов
- Постановка задачи
- КОНСТИТУЦИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 1994 ГОДА,
- *В соответствии со статьей 1 Закона Республики Беларусь «О порядке вступления в силу Конституции Республики Беларусь» вступила в силу со дня ее опубликования.