基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法与流程

本发明涉及核辐射探测技术领域，尤其涉及一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法。

背景技术：

吸收剂量是指单位质量物质受辐射后吸收辐射的能量，吸收剂量率是指单位时间内的吸收剂量，空气吸收剂量率是评价电离辐射水平的重要指标，同时对如何降低人们日常生活环境中的辐射剂量照射有重要的参考价值。

目前测量空气吸收剂量率的方法包括采用电离室、闪烁体或半导体探头的剂量仪直接测量。使用半导体γ能谱测量空气吸收剂量率，具有测量准确、高效的优点，但是其中涉及大量复杂的函数计算。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，包括：

终端设备接收用户输入的第一操作指令，获取所述终端设备存储的脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息；

对所述脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息进行解析，生成注量谱数据和本底注量谱数据；所述注量谱数据包括注量谱的道数数据和第一计数数据；所述本底注量谱数据包括本底注量谱的第二计数数据；

获取参数信息；所述参数信息包括脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数；

根据所述能量斜率数据、能量斜距数据和道数数据，得到注量谱的每一道能量的能量数据；

根据所述第一计数数据和所述脉冲高度谱测量时间得到所述注量谱的每一道能量对应的第一计数率；

根据所述第二计数数据和所述本底脉冲高度谱测量时间得到本底注量谱的第二计数率；

根据所述能量数据、第一计数率、第二计数率和注量谱剂量转换系数，得到与所述脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率。

优选的，在所述获取参数信息之前，所述方法还包括：

根据所述注量谱数据进行数据处理，得到所述能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数。

优选的，所述根据所述能量数据、第一计数率、第二计数率和注量谱剂量转换系数，得到与所述脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率具体为：

其中，为所述空气吸收剂量率；i为所述注量谱的道数；为所述注量谱的每一道能量对应的第一计数率；为所述第二计数率；Ak为注量谱剂量转换系数，k为所述注量谱剂量转换系数的个数。

优选的，在所述获取参数信息之前，所述方法还包括：

所述终端设备根据所述用户输入的所述脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数生成所述参数信息。

优选的，在所述获取参数信息之前，所述方法还包括：

将所述参数信息预先存储于所述终端设备。

优选的，在所述获取参数信息之后，所述方法还包括：

所述终端设备对所述参数信息进行显示，在测量脉冲高度谱的测量仪器或测量条件改变时，接收所述用户输入的更新的参数信息。

第二方面，本发明还提供了一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统，包括：

接收模块，用于接收用户输入的第一操作指令；

读取模块，用于获取存储模块存储的脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息，并对所述脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息进行解析，生成注量谱数据和本底注量谱数据；所述注量谱数据包括注量谱的道数数据和第一计数数据；所述本底注量谱数据包括所述本底注量谱的第二计数数据；

参数模块，用于获取所述参数信息；所述参数信息包括脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数；

剂量率计算模块根据所述能量斜率数据、能量斜距数据和道数数据，得到注量谱的每一道能量的能量数据；根据所述第一计数数据和所述脉冲高度谱测量时间得到所述注量谱的每一道能量对应的第一计数率；根据所述第二计数数据和所述本底脉冲高度谱测量时间得到本底注量谱的第二计数率；并且，根据所述能量数据、第一计数率、第二计数率和注量谱剂量转换系数，得到与所述脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率。

第三方面，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面及第一方面的各实现方式中的方法。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法。

第五方面，本发明还提供了一种设备，该设备包括存储器和处理器，存储器用于存储容器，处理器用于执行第一方面及第一方面的各实现方式中的方法。

本发明实施例提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，能够在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算成本。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法流程图；

图2为本发明实施例2提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例1提供了一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，图1为本发明实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法流程图。

以下结合图1所示，对本发明实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法进行说明。

本发明实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法包括如下步骤：

步骤110，终端设备接收用户输入的第一操作指令，获取终端设备存储的脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息。

具体的，终端设备可以为台式电脑、平板电脑等具有数据处理能力的设备，第一操作指令可以为用户在终端设备上选择某个脉冲高度谱文件进行点击操作而输入的操作指令，脉冲高度谱信息可以为γ射线脉冲高度谱信息,预先存储在终端设备中。

在一个具体的例子中，通用的γ射线谱仪对放射性核素进行测量，根据测量结果，生成γ射线脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息,此γ射线脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息可以存储在终端设备中。

步骤120，对脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息进行解析，生成注量谱数据和本底注量谱数据。

具体的，注量谱数据包括注量谱的道数数据和第一计数数据，本底注量谱数据包括本底注量谱的第二计数数据。其中，注量谱是对脉冲高度谱进行解析得到的，本底注量谱是对本底脉冲高度谱进行解析得到的。

在前述的具体例子中，某个γ射线注量谱有8192道，注量谱数据中包括γ射线注量谱的每一道(0～8191道)对应的计数，即第一计数数据，同样本底注量谱数据中也包括本底注量谱的计数，即第二计数数据。

步骤130，获取参数信息。

具体的，参数信息包括脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数。

注量谱剂量转换系数可以为多个，能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数是根据注量谱数据进行数据处理得到的。

脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数在测量脉冲高度能谱的仪器和条件没有改变时，不会改变，在测量仪器或条件改变时，可能会发生变化。

在前述的具体例子中，γ射线注量谱的注量谱剂量转换系数为k个，第k 个注量谱剂量转换系数为Ak，例如有10个注量谱剂量转换系数，分别为A1、 A2、A3、……Ak。

参数信息可以为预先存储于终端设备中的，也可以为终端设备根据用户输入的脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数生成的。

进一步的，在优选的实施例中，终端设备获取存储的参数信息，对参数信息进行显示，在测量脉冲高度能谱的测量仪器或测量条件发生变化时，用户根据需要，向终端设备输入与新的测量仪器或测量条件相对应的更新的参数信息，终端设备接收更新的参数信息，更新的参数信息覆盖原有的参数信息。

步骤140，根据能量斜率数据、能量斜距数据和道数数据，得到注量谱的每一道能量的能量数据。

具体的，对能量斜率数据、能量斜距数据和道数数据进行数据计算，得到每一道能量的能量数据。

在前述的具体例子中，γ射线注量谱的每一能量按照式(1)计算：

Ei＝斜率×i+斜距 (1)

其中，Ei为γ射线注量谱的每一道能量的数值；i为γ射线注量谱的道数，为0～8191；斜率和斜距分别根据能量斜率数据和能量斜距数据确定。

步骤150，根据第一计数数据和脉冲高度谱测量时间得到注量谱的每一道能量对应的第一计数率。

具体的，对第一计数数据和脉冲高度谱测量时间进行数据计算，得到注量谱的每一道能量对应的第一计数率。

在前述的具体例子中，第一计数率按照式(2)计算：

其中,为γ射线注量谱的每一道能量对应的第一计数率；i为γ射线注量谱的道数；N(Ei)为每一道能量对应的第一计数，根据第一计数数据确定；T为脉冲高度谱测量时间，此处具体为γ射线脉冲高度谱测量时间。例如，为第二道能量对应的第一计数率，等于第二道能量对应的第一计数 N(E2)与γ射线注量谱测量时间T之间的比值。

步骤160，根据第二计数数据和本底脉冲高度谱测量时间得到本底注量谱的第二计数率。

具体的，对第二计数数据和本底脉冲高度谱测量时间进行数据计算，得到本底注量谱的第二计数率。

在前述的具体例子中，第二计数率按照式(3)计算：

其中,为本底注量谱的第二计数率；N本为本底注量谱的第二计数，根据第二计数数据确定；T本为本底脉冲高度谱测量时间。

步骤170，根据能量数据、第一计数率、第二计数率和注量谱剂量转换系数，得到与脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率。

具体的，对步骤140得到的能量数据、步骤150得到的第一计数率、步骤160得到的第二计数率以及步骤130获取的注量谱剂量转换系数进行数据处理，在一个具体的例子中，将注量谱的每一道能量对应的第一计数率减去本底注量谱的第二计数率后,带入G(E)转换函数(4)中，得到与脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率：

其中，为脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率，单位可以为nGy/h；i为注量谱的道数；为每一道能量对应的第一计数率；为第二计数率；k 为多项式的项数，即步骤130获取的注量谱剂量转换系数的个数；Ak为第k 项多项式对应的注量谱剂量转换系数，即第k个注量谱剂量转换系数。

在优选的实施例中，终端设备还生成与以上各个步骤中的详细计算过程和结果相对应的显示信息，并对此显示信息进行显示。

在另一个优选的实施例中，终端设备还接收用户输入的放射性核素信息，放射性核素信息中包括放射性核素的名称信息和能量信息，并对放射性核素信息进行显示，可以根据步骤140中的能量数据确定与能量数据相匹配的放射性核素的能量信息，以及相对应的放射性核素的名称信息，即判断放射性核素的种类。

本发明实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，能够方便地在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算时间。

本发明实施例2还提供了一种基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统，用以执行上述实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法，其结构示意图如图2所示。下面结合图2，对本发明实施例2提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统进行说明。

本发明实施例2提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统包括：接收模块21、读取模块22、存储模块23、参数模块24和剂量率计算模块25。

接收模块21，用于接收用户输入的第一操作指令。

读取模块22，用于获取存储模块23存储的脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息，并对脉冲高度谱信息和本底脉冲高度谱信息进行解析，生成注量谱数据和本底注量谱数据。

其中，注量谱数据包括注量谱的道数数据和第一计数数据，本底注量谱数据包括本底注量谱的第二计数数据。

参数模块24，用于获取参数信息。其中，参数信息包括脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数。

参数模块24具体可以根据用户输入的脉冲高度谱测量时间、本底脉冲高度谱测量时间、能量斜率数据、能量斜距数据和注量谱剂量转换系数生成参数信息，也可以获取预先存储在存储模块24中的参数信息。

剂量率计算模块25根据能量斜率数据、能量斜距数据和道数数据，得到注量谱的每一道能量的能量数据；根据第一计数数据和脉冲高度谱测量时间得到注量谱的每一道能量对应的第一计数率；根据第二计数数据和本底脉冲高度谱测量时间得到本底注量谱的第二计数率；并且，对能量数据、第一计数率、第二计数率和注量谱剂量转换系数进行数据处理，得到与脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率。

剂量率计算模块25具体用于根据：

得到与脉冲高度谱对应的空气吸收剂量率。其中，为空气吸收剂量率； i为注量谱的道数，根据道数数据确定；为注量谱的每一道能量对应的第一计数率；为第二计数率；Ak为第k个注量谱剂量转换系数，k为注量谱剂量转换系数的个数。

本发明实施例2提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量系统，能够方便地在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算成本。

本发明实施例3还提供了一种包含指令的计算机程序产品，这种计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例1提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法。

本发明实施例3提供的包含指令的计算机程序产品，能够方便地在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算成本。

本发明实施例4还提供了一种计算机可读存储介质，这种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例1 提供的基于脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量方法。

本发明实施例4提供的计算机可读存储介质，能够方便地在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，可节省大量的人工计算成本。

本发明实施例5还提供了一种设备，包括存储器和处理器。存储器可通过总线与处理器连接。存储器可以是非易失存储器，例如硬盘驱动器和闪存，存储器中存储有软件程序和设备驱动程序。软件程序能够执行本发明实施例1 提供的上述方法的各种功能；设备驱动程序可以是网络和接口驱动程序。处理器用于执行软件程序，该软件程序被执行时，能够实现本发明实施例1提供的方法。

本发明实施例4提供的计算机可读存储介质，能够方便地在使用通用γ射线谱仪测量放射性核素种类的同时，进行空气吸收剂量率的测量，并节省了大量的人工计算成本。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器 (RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。