核数据处理

核数据处理课程设计报告

前言：

由多道脉冲分析器获取的谱数据需要以一定的数学方法进行处理才能得到实验要求的最终结果。能谱的数据处理大致可以分为两个步骤。首先进行峰分析，即由能谱数据中找到全部有意义的峰，并计算出扣除本底之后每个峰的净面积。第二步是放射性核素的活度或样品中元素浓度的计算，即由峰位所对应的能量识别出被测样品中含有哪些放射性核素或被激发的元素，并且由峰的净面积计算出放射性核素的活度或元素在样品中的浓度。

能谱处理基本流程图：

一、处理过程原理

1、重心法平滑法

所谓重心法就是假设光滑后的数据是原来数据的重心。对某一质点的集合体，由于各质点所受合外力大小方向不同，如果该质点系所受合外力为零，那么该物体重心不变。对于能谱而言，由于噪声信号的幅度平均值为零。所以各数据点的重心不变。

选取加权因子和归一化因子，使光滑后的数据成为原来数据的重心。常见的有5点和7点光滑。

三点重心法：

114/12/14/1+-++=i i i y y y i y

五点法重心法：

)464(16/12112++--++++=i i i i i y y y y y i y

2、高斯乘积函数找峰法 描述谱峰形状的函数主要是高斯函数[]

2202/)(exp 2)(σσπi i A i G --=则由相邻的数据点定义一个新的函数（第一高斯乘积函数，只与σ2.3556FWHM =有关）：

2)092.11exp()()2()1()()(2≥=+--+=m H

m m i G i G m i G i G i P m m 是步长（用道表示），是高斯乘积函数的阶数，则Pm(i)称为第m 阶高斯乘积函数。找峰的灵敏度与m 有关，随m 的增加灵敏度提高。

为避免基线参数的影响，最好扣除本底后，再应用高斯乘积函数找峰。

考虑统计涨落的影响，把判断无峰存在的1变为一个“单位带”。即峰的判断为：

3)/1(/1)(≥⎪⎩⎪⎨⎧+>±≤=k y k y k i P i i m 有峰无峰

随着k 的增大，可以减少统计涨落的影响，但k “过大”会漏失真峰。一般k 取3。”

4、峰面积的确定

峰面积的计算是含量分析的充分条件，只有确定了待测峰面积，才能确定与该峰对应的待测放射性核素的含量。由于各种原因，本次实验未能实现这一功能。

二、程序使用及功能界面预览

Matlab GUI 工具下设计，并且在程序中设置了必要的功能按键：能谱获取、能谱平滑及寻峰。

1、载入能谱数据

2、能谱平滑

3、寻峰

五、结果分析

经过测试，程序能够顺利的读取后缀为.spm的数据文件，并且出图。通过编写GUI界面，使程序运行更为简洁。使用重心法五点平滑能谱，运行一次平滑后再次点击平滑按钮可以重复平滑。使误差增大，所以运行平滑时只能点击一次。用高斯乘积函数找峰法也出现了很多弊端，由于之前使用重心法平滑，效果不佳。且未去本底，导致本底。致使之后的能谱分辨率不高，在寻找弱峰及分辨重峰效果很差。最后由于这个人原因，无法完成计算峰面积过程。

Ecit的同学们，这是原创的核数据处理课程设计。有源程序，需要的话/250184793。