Y能譜時(shí)使用Y能譜探測(cè)器為CsI(Tl)探 測(cè)器。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，還包括：校準(zhǔn)所述輻射場(chǎng)的能量刻度系數(shù)。
[0043] 本發(fā)明提供的Y核素識(shí)別方法基于精細(xì)去本底計(jì)算和概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算的復(fù)雜輻射 場(chǎng)中Y核素快速識(shí)別方法，可以對(duì)上述領(lǐng)域中的能譜進(jìn)行潛在Y核素識(shí)別，該方法與已有 的核素識(shí)別方法有著本質(zhì)的區(qū)別，該方法在扣除自然本底和SNIP降噪算法基礎(chǔ)上，提出了 感興趣區(qū)康普頓散射本底扣除算法，使計(jì)算用核素的特征峰得到最大程度的純凈化；同時(shí) 該方法提出了核素判斷的統(tǒng)計(jì)概率計(jì)算方法，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)閾值，便可計(jì)算得到所識(shí)別出核素 的存在概率，該方法依據(jù)了統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)中的全概率計(jì)算原理，原理簡(jiǎn)單明了，易于實(shí)現(xiàn)，可為 復(fù)雜輻射場(chǎng)中Y核素識(shí)別工作提供有效參考數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0044] 圖1為本發(fā)明中核素快速識(shí)別方法分析流程圖。
[0045] 圖2為本發(fā)明中22Na、6°Co、137Cs混合源的測(cè)量能譜。
[0046] 圖3為本發(fā)明中綜合本底能譜。
[0047] 圖4為本發(fā)明中經(jīng)光滑降噪處理后的凈能譜。
[0048] 圖5為本發(fā)明中查找核素實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。但本發(fā)明并不限于以下的實(shí)施 例。
[0050] 核素識(shí)別方法是通過(guò)對(duì)探測(cè)到的Y射線能譜進(jìn)行分析，反演得到發(fā)射特征Y射 線能量與能譜中Y能量一致的核素。本發(fā)明中所實(shí)施的核素識(shí)別方法可用于各種類型的 Y射線能譜探測(cè)裝置，例如易于維護(hù)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、不會(huì)潮解的CsI(Tl)晶體陣列探測(cè) 器，在此不再特別說(shuō)明Y射線能譜探測(cè)裝置的具體結(jié)構(gòu)。圖1為本發(fā)明的核素快速識(shí)別方 法分析流程圖，現(xiàn)結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施步驟做詳細(xì)說(shuō)明。
[0051] 第1步：被測(cè)輻射場(chǎng)的能量刻度和FWHM刻度。用基于Csl (T1)探測(cè)器的γ射線 能譜探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)源的Y射線能譜，進(jìn)行能量刻度和半高寬刻度，得到二者的刻 度系數(shù)。
[0052] 能譜數(shù)據(jù)組的長(zhǎng)度為1024,能譜數(shù)據(jù)組由道址ch，ch = 1，2,…，1024或2048或 4096,射線能量E，射線計(jì)數(shù)率C構(gòu)成，E = a+b X ch，a，b為常數(shù)，稱為能量刻度系數(shù)?？潭?系數(shù)的求解方法為：利用兩組或兩組以上已知的能量和道址，建立超定線性方程組，采用最 小二乘法求解得到，設(shè)有η個(gè)能量的峰用于刻度，計(jì)算過(guò)程如下：

[0056] 以上公式中道址ch與能量E -一對(duì)應(yīng)，道址為測(cè)量能譜中讀出的數(shù)值，能量為各 核素自身放出的特征Y射線能量。
[0057] 采用最小二乘法對(duì)各特征峰進(jìn)行擬合，計(jì)算出各特征Y能峰的半高寬值，即 FWHM(Full Width at Half Maximum)值，利用以下刻度公式，得到半高寬刻度系數(shù)4
[0059] 第2步：被測(cè)輻射場(chǎng)的γ能譜測(cè)量及去綜合本底。在同等條件下測(cè)量該混合源 的Y能譜數(shù)據(jù)和本底能譜數(shù)據(jù)?？鄢烊槐镜椎挠?jì)數(shù)率的做法是，將混合源能譜減去本 底能譜中每道能量對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)率，獲得凈能譜，然后用常規(guī)的5點(diǎn)或7點(diǎn)或重心光滑法，對(duì) 凈能譜進(jìn)行光滑處理；最后用已公開(kāi)發(fā)表的靈敏非線性迭代譜峰（Sensitive Nonlinear Iterative Peak，SNIP)降噪算法對(duì)光滑后的能譜進(jìn)行降噪處理，經(jīng)以上過(guò)程處理后的能譜 稱為凈能譜，
[0060] 第3步：尋峰。三階導(dǎo)數(shù)法找峰靈敏，甚至微小的統(tǒng)計(jì)漲落峰也能識(shí)別，對(duì)重疊峰 的分辨能力強(qiáng)，利用三階導(dǎo)數(shù)尋峰得到峰個(gè)數(shù)（記為peakNums)和峰位，利用前面計(jì)算到的 能量刻度系數(shù)，計(jì)算每個(gè)峰位對(duì)應(yīng)的能量記為Peaks[i]，（i = 1，2, ···peakNums)。
[0061] 第4步：查找核素。利用尋峰得到的能量與核素庫(kù)中核素特征Y射線能量匹配法 查找核素，核素庫(kù)中共有m個(gè)核素，記為Nuclide [m]，核素庫(kù)中每個(gè)核素?fù)碛?-3條特征γ 射線峰能量，且每個(gè)核素的能量按從低到高順序排序，由用戶輸入判斷窗參數(shù)ΛΕ，與核素 庫(kù)中給出的判斷核素的特征峰能量誤差在土 ΛΕ以內(nèi)的能量，均認(rèn)為與該核素的特征峰匹 配，只有峰位能量與核素庫(kù)中的全部Y射線峰能量都匹配成功，才可判斷為潛在核素，將 判斷出的潛在核素共有k個(gè)，記為N[k]。
[0062] 第5步：計(jì)算總凈峰面積。對(duì)第4步查找出的潛在核素 N[k]利用積分 法計(jì)算凈峰面積，設(shè)核素特征Y射線峰位能量為E。，則凈峰面積的計(jì)算范圍為 [Efl. 5FWHM，匕+1. 5FWHM]，該特征峰凈峰面積S。再乘以它所占的該核素全部特征峰強(qiáng)度的 分支比系數(shù)（為一物理常數(shù)，可查詢得到），即可計(jì)算出第k個(gè)潛在核素的總凈峰面積S k ;
[0063] 第6步：對(duì)能譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。設(shè)能譜中射線的最大計(jì)數(shù)值為C_，每一個(gè)道址 對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)為C(ch)，則對(duì)能譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，每道上的計(jì)數(shù)StdC(ch)計(jì)算過(guò)程為：
[0064] StdC(ch) = C(ch)/Cmax
[0065] 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的譜峰進(jìn)行峰面積計(jì)算，過(guò)程如第5步。例如，對(duì)第k個(gè)潛在核素得到 的總純峰面積為StdS(k)。
[0066] 第7步：康普頓散射本底扣除。Y能譜的組成較復(fù)雜，對(duì)某個(gè)核素的特征Y射線 全能峰而言，其中一個(gè)重要的干擾成分便是其它核素特征Y射線對(duì)它造成的康普頓散射， 使本底抬高，引起核素判斷概率的誤判。此處計(jì)算峰康比（PCR atlcl)是為了進(jìn)一步扣除Y峰 的散射本底，提高核素判斷概率的準(zhǔn)確度。
[0067] 設(shè)查找的第k個(gè)核素 N(k)的第i條γ射線全能峰的左右邊界能量分別為Ei和 EkR，二者也分別是能量為E#和能量SEyR& Y射線所產(chǎn)生的康普頓邊能量，則有
[0070] 設(shè)N[k]核素 Y射線的峰康比系數(shù)為PCR(k)，E#的感興趣區(qū)左邊界能量 為EYlx，即EYlx = EYl-l. 5XFWHM(EYl), EyR的感興趣區(qū)右邊界能量為EyRR，即EyRR = EyR+1.5XFWHM(EyR)，則N[k]核素標(biāo)準(zhǔn)化后的γ射線全能峰扣除康普頓散射計(jì)數(shù)率的計(jì) 算過(guò)程如下：
[0072] 其中Area (k)為第k個(gè)潛在核素的純峰面積。
[0073] 第8步：計(jì)算潛在核素的全概率值P(k)。全概率計(jì)算參考了貝葉斯概率（Bayes Probability)的一種信任度概念，即采用將概率定義為某人對(duì)一個(gè)命題信任的程度的概 念，可以用作根據(jù)新的信息導(dǎo)出或者更新現(xiàn)有的置信度的規(guī)則。
[0074] 設(shè)P(k)表示判斷為核素 N[k]的概率，P(Ei) (i = 1，2, 3)表示N[k]核素中能量為 Ei的Y射線出現(xiàn)的概率，POclEj (i = 1，2, 3)表示所測(cè)得能量為Ei的γ射線來(lái)自N[k] 核素的概率。
[0075] P(k) = XP(k|E1)P(E1)
[0076] P^)為核數(shù)據(jù)庫(kù)中核素 N[k]發(fā)射能量為Ei Y射線幾率（Possibility)歸一化 值。由于對(duì)核素特征能量Y射線的判斷誤差允許值為±0.01MeV，所以有可能會(huì)造成多個(gè) 核素的特征Y射線判斷能量區(qū)間產(chǎn)生交叉，也就是同一能量值下可能會(huì)對(duì)應(yīng)不同的核素， 此時(shí)就需要由POclEj值給出某一能量值對(duì)應(yīng)的某一核素可能性是多少。此步計(jì)算出的全 概率值放入核素庫(kù)，作為核素識(shí)別的計(jì)算參數(shù)。
[0077] 第9步：計(jì)算潛在核素的標(biāo)準(zhǔn)閾值。該標(biāo)準(zhǔn)閾值是單核素放射源Y能譜對(duì)能譜中 最大計(jì)數(shù)率進(jìn)行歸一化后，核素的凈計(jì)數(shù)率。也是用于計(jì)算核素判斷概率，采用的是核素凈 峰面積比較方法，作為判斷概率的值。
[0078] 由于是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)閾值，所以需要實(shí)驗(yàn)測(cè)量純核素放射源，即該放射源只有一種核 素，在同等條件下對(duì)其測(cè)量，按照第1-7步的步驟計(jì)算得到該核素的純峰面積，例如，某一 核素 N(x)的標(biāo)準(zhǔn)閾值StdThr(x)就等于只有該單一核素放射源的核素 N(x)的純峰面積值 Area(x)，即StdThr(x) =Area(x)。此值一般由實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到，但是由于實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)量 的核素?cái)?shù)量和種類有限，所以對(duì)一部分核素需要進(jìn)行Monte Carlo模擬，以獲得該核素的標(biāo) 準(zhǔn)閾值。利用Monte Carlo模擬軟件時(shí)需要對(duì)模擬能譜展寬，即需要用到第1步計(jì)算的f\， &值。此步計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)閾值放入核素庫(kù)，作為核素識(shí)別的計(jì)算參數(shù)。
[0079]