一种高能γ能谱仪进行能量校准的方法与流程

本发明涉及高能γ能谱仪能量校准，尤其涉及一种高能γ能谱仪进行能量校准的方法。

背景技术：

1、在反应堆功率运行期间，堆芯冷却水或空气等物质中的16o与快中子发生(n，p)核反应呈放射性同位素16n，继而衰变发射出高能γ射线(6.129mev，分支比67.0％；7.115mev，分支比4.9％)，为掌握运行现场高能γ射线对场所剂量的贡献，进而采取针对性的防护措施，实现辐射防护的最优化，需使用γ能谱仪对16n的高能γ特征能量进行测量，前提需进行γ能谱仪的能量校准，进而确定特征峰的特征能量。而目前常规γ能谱仪的能量响应范围一般为0～3mev，因此能量校准通常采用的γ放射源特征能量通常在3mev以下，如40k(1.46kev)、137cs(0.662mev)、208t l(2.615mev)等。

2、为了能够拓宽γ能谱仪的能量响应范围，实现对高能γ射线的测量，目前采用硬件或软件方法，对γ能谱仪进行了升级，γ射线的能量能够测到10mev及以上能量(可根据需求调整)。在测量过程中，为了确定高能γ射线的特征能量，需对高能γ能谱仪进行大于3mev的能量刻度。而目前对高能γ能谱仪的高能特征能量刻度一般采用中子源，如am－be、pu-c等中子源。利用am－be中子源产生4.44mev的γ射线或者pu-c中子源产生6.13mev的γ射线，再结合γ放射源特征能量(40k(1.46kev)、137cs(0.662mev)、208t l(2.615mev)完成高能γ能谱仪的能量校准。但目前由于开展γ辐射测量设备研发及使用的企业单位多数不具备中子源或电子加速器，需寻找专业机构开展高能γ能谱仪能量校准，这种方法不具经济性与便捷性。

3、因此，有必要提供一种新的高能γ能谱仪进行能量校准的方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种利用γ特征能量的“和峰效应”在γ能谱仪测量过程中产生的脉冲堆积效应，将两个光子能量之和作为单一脉冲处理，相当于产生较高的特征能量、选用γ放射源tl-208，利用其2.615mev特征能量的“和峰效应”产生5.23mev特征能量峰，进而完成高能γ能谱仪的能量刻度的高能γ能谱仪进行能量校准的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的高能γ能谱仪进行能量校准的方法包括以下步骤：a、在本底环境下，利用高能谱仪系统测量，获取天然放射性本底谱；

3、b.对步骤a得到的天然放射性本底谱利用b-spline函数进行平滑处理，利用寻峰算法对其进行计算，获取k-40的1460kev特征峰道址；

4、c.在距离高能探测器25cm左右处放置cs-137放射源，利用高能谱仪系统测量，获取cs-137特征谱；

5、d.对步骤c得到的天然放射性本底谱利用b-spline函数进行平滑处理，利用寻峰算法对其进行计算，获取cs-137的661.7kev特征峰道址；

6、e.在高能谱仪表面放置较强tl-208放射源，进行一定时间的测量，获取高能谱仪系统的tl-208特征谱；

7、f.对步骤e得到的tl-208特征谱利用b-spline函数进行平滑处理，利用寻峰算法对其进行计算，获取tl-208的2614.5kev特征峰道址，及和峰效应产生3197.7kev(2614.5kev+583.2kev)、5229kev(2614.5kev+2614.5kev)两个特征能量峰的道址；

8、g.根据步骤b、d、f获取的特征能量峰的道址信息，利用最小二乘法对特征能量及其对应道址进行线性回归方程求解。

9、优选的，所述高能探测器为闪烁体探测器，能量测量范围在0～12mev。

10、优选的，利用高能谱仪系统对tl-208放射源测量时，分支比为99.75、85.0的2614.5kev、583.2kev的两个特征能量产生和峰效应，形成3197.7kev(2614.5kev+583.2kev)、5229kev(2614.5kev+2614.5kev)两个特征能量峰。

11、优选的，高能谱仪的滤波采用b-spline函数方法。

12、优选的，特征峰位所在道址利用设置核素窗之内每道道址与其计数的乘积之和，再除以窗内计数之和可得，计算方法如下：

13、

14、其中，chj为核素特征能量j所在道址，chl为核素窗下阀道址，chh核素窗上阀道址，ni为第i道计数率。

15、优选的，线性回归方程参数符合性采用拟合度不小于0.999判断。

16、与相关技术相比较，本发明提供的高能γ能谱仪进行能量校准的方法具有如下有益效果：

17、本发明提供一种高能γ能谱仪进行能量校准的方法，利用γ能谱仪在进行γ放射性核素测量中的“和峰效应”产生的叠加特征能量峰，经过对γ谱线滤波后，再利用寻峰算法提取叠加特征能量峰的位置，再获取其他3～4个不同γ射线特征能量峰位，利用最小二乘法将特征能量与峰位道址求解线性回归方程，获得能量与道址的转换关系，完成对高能γ能谱仪的能量校准。本发明利用γ放射源完成高能量的校准，更具经济性与便捷性。

技术特征：

1.一种高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，所述高能探测器为闪烁体探测器，能量测量范围在0～12mev。

3.根据权利要求1或2所述的高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，利用高能谱仪系统对tl-208放射源测量时，分支比为99.75、85.0的2614.5kev、583.2kev的两个特征能量产生和峰效应，形成3197.7kev、5229kev两个特征能量峰。

4.根据权利要求1所述的高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，高能谱仪的滤波采用b-spline函数方法。

5.根据权利要求1所述的高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，特征峰位所在道址利用设置核素窗之内每道道址与其计数的乘积之和，再除以窗内计数之和可得，计算方法如下：

6.根据权利要求1所述的高能γ能谱仪进行能量校准的方法，其特征在于，线性回归方程参数符合性采用拟合度不小于0.999判断。

技术总结
本发明提供一种高能γ能谱仪进行能量校准的方法。所述高能γ能谱仪进行能量校准的方法包括以下步骤：a、在本底环境下，利用高能谱仪系统测量，获取天然放射性本底谱；b.对步骤a得到的天然放射性本底谱利用B‑spline函数进行平滑处理，利用寻峰算法对其进行计算，获取K‑40的1460keV特征峰道址；c.在距离高能探测器25cm左右处放置Cs‑137放射源，利用高能谱仪系统测量，获取Cs‑137特征谱；d.对步骤c得到的天然放射性本底谱利用B‑spline函数进行平滑处理。本发明提供的高能γ能谱仪进行能量校准的方法具有利用γ放射源完成高能量的校准，更具经济性与便捷性的优点。

技术研发人员：杨金政,房江奇,刘学,杨明,张文峰,安政伟,汪哲,刘林峰
受保护的技术使用者：核工业航测遥感中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12