缪缪论坛——缪子物理与缪子技术创新学术论坛

面向核材料无损检测的缪子散射成像：多种聚类方法在复杂场景下的系统性评估

13 Jul 2026, 08:30

10m

W202 (July 12) & M212 (July 13), School of Physics (Peking University)

青年报告

Speaker

Chenghao Zheng (火箭军工程大学)

Description

不开箱、无额外辐射识别集装箱、核废料桶内高 Z 重金属与特种核材料，是海关安检、核材料管控及核废料处置的核心需求，缪子散射成像作为最优被动式检测手段被广泛研究。工程上普遍采用 PoCA 快速成像算法，却始终存在目标分割、材料分档两大关键瓶颈，且现有相关算法缺乏统一标准下的横向性能对比。我们基于 Geant4 搭建四层多丝正比室缪子成像仿真系统，设计 7 组覆盖各类复杂工况的差异化验证场景，在统一数据接口下对比 5 类主流聚类算法与自研图像分割方法。整套识别流程集成背景扣除、地形学突起度寻峰、散射 - 能损双模态自适应分档，有效改善物体密排粘连、弱目标被强目标散射晕覆盖、空气背景引发虚警等缺陷。测试结果表明自研图像分割方案综合性能最优，可稳定区分铅、钨等高 Z 非核重金属与铀、钚类核材料，但该技术固有局限导致铀与钚无法区分。本研究建立标准化算法测试基准，厘清各类聚类算法的适用场景与失效条件，创新目标分割判据；后续将完善量化评价体系、标定有效原子序数、融合多成像模态，推动该技术落地海关货检工程应用。