基于特征符号排序的核反应链搜索的活化源项溯源方法

本发明涉及核反应堆，具体涉及一种基于特征符号排序的核反应链搜索方法及应用其进行活化源项溯源的方法。

背景技术：

1、核反应堆燃料是核电站运行的核心，在反应堆运行期间，燃料核素组成的变化会改变燃料的中子性质，并对堆芯的反应性和安全参数造成影响；并且堆芯的各种物质在中子辐照下会产生活化，变成放射性核素，而放射性核素发生衰变反应的过程中会释放出多种高能射线从而对人员和环境造成放射性损伤。所以需要对核反应堆中的各类放射性源项(裂变源项，活化腐蚀产物源项，冷却剂活化源项，材料活化源项，厂房气载源项，流出物源项等)进行实时分析控制以保证核电站的安全与周边民众的安全。

2、另外，材料的核素组成通常较为复杂(比如含有多种微量元素或杂质)，而且理论上同一种初始核素能够通过不同的核反应生成多种不同的放射性产物核素，同一种放射性产物核素也可以由多种初始核素产生，因此初始核素与产物核素存在着复杂的网络对应关系，从初始核素到产物核素的过程受核反应堆运行条件(中子通量和中子能谱)以及运行历史(辐照时间和停堆时间)的影响，这就意味着即使能够准确测量出材料的初始核素组成以及中子活化产物核素的数量，也难以快速给出产物核素的产生路径以及每条路径的贡献比例，这正是困扰本领域技术人员的活化源项溯源问题。

3、该活化源项溯源问题对于核反应堆辐射防护工作有重要价值，知道了活化源项的核素来源和反应路径，就可以采取有针对性的措施(比如去除材料杂质、材料替代、调整运行条件和过程)来降低活化源项，从而减小对工作人员的辐射伤害。

4、由于上述原因，本发明人对活化源项溯源方法做了深入研究，以期待设计出一种能够提高溯源效率，可应用于具体核反应堆安全防护的活化源项溯源方法。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种基于特征符号排序的核反应链搜索的活化源项溯源方法，该方法通过核素反应的已知信息，在搜索过程中就能知道一种核素是否稳定，以及它们的子代核素种类，确定初始核素后，将核素和对应的特征符号分别记录到两个不同的数据集中，当所有的子代均达到稳定或线性链无法继续延伸时，对特征符号进行排序，排序完成后，对数据集进行分割、补全的操作，最终快速准确地得到一条条完整的核反应链，获得活化源项，能够及时干预反应堆中的反应进程，采取有针对性的措施，比如去除材料杂质、材料替代、调整运行条件和过程等，从而降低活化源项，减小对工作人员的辐射伤害，确保反应堆的安全性，从而完成本发明。

2、具体来说，本发明的目的在于提供一种基于特征符号排序的核反应链搜索的活化源项溯源方法，该方法包括如下步骤：

3、步骤1，从数据库中调取核素信息；

4、步骤2，分析并存储核素反应涉及的核素及其编号；

5、步骤3，对存储的核素编号数据进行排序；

6、步骤4，拆分核素编号数据得到初步线性链；

7、步骤5，复制线性链片段得到核反应链；

8、步骤6，剔除终点核素不是目标核素的核反应链，得到活化源项。

9、其中，在所述2中，核素和核素编号分别存储在两个数据集v1和v2中。

10、其中，所述步骤2包括如下子步骤：

11、子步骤2-1，建立空数据集v1和v2，

12、子步骤2-2，将初始核素添加到v1中，相应地在v2中存储初始核素所对应的编号；

13、子步骤2-3，向数据集v1中添加上一次添加到数据集v1中的各个核素的子代核素，当不存在子代核素时用截止符替代；

14、在向v1中添加核素时，同步地向v2中添加该核素所对应的编号；

15、在向v1中添加截止符时，同步地向v2中添加该截止符所对应的编号；

16、子步骤2-4，重复执行子步骤2-3，直至当前v2中最长编号包含的特征符的数量满足预设的链长要求，或者最后一次添加到v1中的元素都是截止符。

17、其中，所述核素所对应的编号通过在对应核素的母核素的编号后添加该核素的自身代码获得，所述核素的自身代码包括特征符和核素的排序i；

18、所述截止符所对应的编号通过在截止符的上级核素的编号后添加特征符和数字1获得。

19、其中，在步骤3中，对v2中的各个编号进行排序，得到新的数据集优选地，基于与as cii码值相同的规则对v2中的各个编号进行从小到大排序。

20、其中，所述步骤4包括如下子步骤：

21、子步骤4-1，从前至后逐一判断数据集中的各个编号，当相邻的在先编号中特征符的数量大于在后编号中特征符的数量时，将该在先编号及其前面的全部编号保存在新数据集t1中，将该在后编号及其后的全部编号调入到新数据集t2中；

22、子步骤4-2，逐一判断数据集t2中的各个编号，当相邻的在先编号中特征符的数量大于在后编号中特征符的数量时，将该在先编号及其前面的全部编号继续保存在数据集t2中，将该在后编号及其后的全部编号调入到新数据集t3中；

23、子步骤4-3，重复上述子步骤4-2，持续给出新的数据集，直至判断到新数据集中的最后一个编号，并将该最后一个编号及其前面的编号继续保存在该新数据集中，最终得到的各个新数据集中的编号组合即为初步线性链。

24、其中，所述步骤5包括如下子步骤：

25、子步骤5-1，读取初步线性链中的第一个编号，挑选出包含初始核素对应编号的初步线性链，对其做查重处理得到完整线性链；

26、子步骤5-2，调取不包含初始核素对应编号的初步线性链，提取该初步线性链中第一个编号，删除该第一个编号中最后一个特征符及其后的数字，得到临时编号；

27、子步骤5-3，用临时编号与最新得到的完整线性链中的每个编号做比较，找到完整线性链中与所述临时编号相同的编号，将完整线性链中该相同编号及其前面的全部编号作为线性链片段，并复制；

28、子步骤5-4，将所述线性链片段复制到该初步线性链内的前部，对得到的新线性链做查重处理得到完整线性链；

29、子步骤5-5，重复子步骤5-2、子步骤5-3和子步骤5-4，直至处理完全部的初步线性链，得到完整线性链；

30、子步骤5-6，基于完整线性链中编号的排序，对应组合获得核反应链。

31、其中，所述查重处理的过程包括如下亚子步骤：

32、亚子步骤1，从后向前逐一读取并记录待查重处理的线性链中各个编号的特征符数量；

33、亚子步骤2，当最后编号的特征符数量与其前面相邻编号的特征符数量不同时，该线性链即为完整线性链；

34、亚子步骤3，当最后编号的特征符数量与其前面相邻编号的特征符数量相同时，记录该特征符数量的数值，从后向前筛选出特征符数量为该数值的编号，统计该编号的数量为n，进而将该待查重处理的线性链转换为n条完整线性链。

35、其中，在亚子步骤3中，将待查重处理的线性链中后n个编号前的全部编号作为前段编号，将n个编号中的每个编号都做为一个后段编号，所述前段编号与任意后段编号组合即为一个完整线性链，n个后段编号对应组合出n个完整线性链。

36、本发明所具有的有益效果包括：

37、(1)根据本发明提供的基于特征符号排序的核反应链搜索的活化源项溯源方法中使用了特征符号，减少向前寻找路径的问题，并通过对特征符号的排序，得到完整的线性链，从而使得本方法与df s不同，每个核素只需要经历一次遍历，这使得搜索核反应链的时间大大减少，进而能够及时地进行活化源项溯源，确保核反应堆正常运行。