基于γ能谱的核素识别软件研制 胡广春 中物院核物理与化学研究所
目录 背景 基于γ能谱的软件设计 核素识别算法 核素识别软件测试 结论与展望
一、背景 随着我国核能和核技术应用的不断开发利用,放射源的管理带来了严重的挑战。 为此，开发基于核探测设备的便携式设备在核能、核技术、工业和民用方面具有广泛的应用前景。 γ能谱分析技术是快速、准确、非破坏性地确定待测样品中各种具有辐射的放射性核素的重要手段，γ能谱的核素识别设备是当前便携式核探测设备的技术发展方向之一。 为了研制性价比高的测量仪器，除了从硬件方面考虑探测器与多道的技术融合、集成化之外，软件方面的测量控制、γ能谱分析和决策算法也是制约核测量仪器自主化技术发展的要素。
二、基于γ能谱的软件设计 核素识别系统 数据采集端 主控端软件
二、基于γ能谱的软件设计 主控端软件开发环境 开发环境采用visual studio 2008 系统主控端计算机采用windows7操作系统 软件流程
二、基于γ能谱的软件设计 软件设计流程
二、基于γ能谱的软件设计 通讯设计： USB接口 无线传输接口 主控软件控制
三、核素识别算法 γ能谱刻度 能量刻度 峰形刻度 寻峰 导数组合法 经典算法Sterlinski限定能窗法 对称零面积法（备用） 核素决策算法 模糊决策算法（王崇杰） 剂量计算方法 W.M.Lowder，H.L.Beck研究利用就地γ能谱测量方法确定
四、核素识别软件测试 主要测试目标 核数据分析模块和软件辅助模块 设备指标及工作参数 探头为LaBr（Ce）晶体,能量分辨率3%（在661keV处）。 工作电压392V，放大500倍。 测试用的放射源 利用实验室留存的标准放射源
四、核素识别软件测试 源号 核素 活度 参考时间 ZCos01 60Co 8.31×105 1996.1.1 137Cs 1.29×105 1.98×105 2.40×105 ZEu04 152Eu 2.44×105 ZAM04 241Am 4.23×104 ZBa01 133Ba 6.498×103
四、测试结果 布局 ＵＳＢ通讯 Ｏｒｔｅｃ多道 源距离探测器５ｃｍ 机箱 放射源 主机（平板电脑） 探测器及多道
四、测试结果 混合源组合 放射源 测量时间 识别结果 置信度 结论 ZCos01 ZEu04 ZAm04 ZBa01 30 133Ba 0.93 与实际情况符合 152Eu 0.38 241Am 0.82 60Co 0.28 137Cs 1.0 120 0.90 0.44 0.95 0.92
四、测试结果 单个源两种核素 放射源 测量时间 识别结果 置信度 结论 ZCos01 30 60Co 0.28 与实际情况符合 137Cs 1.0 60 0.43 120 0.92
五、结论 通过对能谱分析流程、能谱特征峰识别和能谱全谱剂量计算方法的深入研究，确定了适合的能谱定标方法、特征峰寻峰算法和核素识别的模糊决策算法，确定了识别仪探测器的能谱-剂量转换系数。 实验表明核素识别软件能够对单一核素和混合核素进行准确识别，给出可信的识别结果。
六、展望 基于γ能谱的核素识别算法对仪器的稳定性要求比较高，高纯锗探测器的稳定性较好，采用该识别方法的核素分辨可信度在90%以上，对NaI和LaBr探测器相对来说对环境因素比较敏感，稳定性相对较差，需做稳谱工作。 γ能谱全谱剂量计算方法是一种经典的剂量计算方法，主控软件利用该方法能够给出测量点的辐射剂量信息，剂量的标定需做进一步研究。
谢谢！