剂量计算方法WMLowder

核素
60Co 137Cs 60Co 137Cs 152Eu 241Am 133Ba
活度
8.31×105 1.29×105 1.98×105 2.40×105 2.44×105 4.23×104 6.498×103
参考时间
1996.1.1
1996.1.1 1996.1.1 1996.1.1 1996.1.1
• 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
核辐射探测器
MCA处理单元
仪器主机
核数据测量处理软件
• 核素识别系统 • 数据采集端 • 主控端软件
测量 参数 设置
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。
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
ZCos01
ZCos02 ZEu04 ZAM04 ZBa01
置信度 0.28 1.0 0.43 1.0 0.92 1.0
结论
与实际情 况符合
与实际情 况符合
与实际情 况符合
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！
137Cs
置信度 0.93 Biblioteka Baidu.38 0.82 0.28 1.0 0.90 0.44 0.95 0.92
1.0
结论 与实际情况符合
与实际情况符合
四、测试结果
• 单个源两种核素
放射源 ZCos01 ZCos01 ZCos01
测量时间 30 60 120
识别结果 60Co 137Cs 60Co 137Cs 60Co 137Cs
四、测试结果
• 布局 – ＵＳＢ通讯 – Ｏｒｔｅｃ多道 – 源距离探测器５ｃｍ
主机（平板电脑）
机箱
放射源
探测器及多道
四、测试结果
• 混合源组合
放射源
ZCos01 ZEu04 ZAm04 ZBa01
测量时间 30
ZCos01 ZEu04
120 ZAm04 ZBa01
识别结果 133Ba 152Eu 241Am 60Co 137Cs 133Ba 152Eu 241Am 60Co
• 软件流程
二、基于γ能谱的软件设计
1、剂量转换函数标定参数 2、能量刻度参数 3、峰形刻度参数
读取参数
剂量计算
未知谱特征峰与核 素库特征峰匹配
读取测量数据
调用数据库
计算未知峰隶属度
能量-道转换计算
构造核素库矩阵
判断某核素存在性
软 件 设 计 流 程
半宽度计算
未知能谱特征峰判 断
结果输出
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
核素 库维 护
谱线 刻度
剂量 显示
核素 识别
日志 管理
添删 修 加除 改 记记 记
录录 录
自 能能峰 能 动 谱量形 线 寻 显刻刻 选
峰 示度度 择
测 量 定
时
能 谱 实 时 显
测 量 控
制
识 别 结 果 显
示
示
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