一种核素报警方法、系统及电子设备与流程

本发明涉及放射性核素识别报警领域，特别是涉及一种放射性核素报警方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、根据iaea的itdb数据库显示，现今记录在案的放射性材料非法贩运、买卖和恶意使用等事件超4000起。针对机场、港口和核辐射应急等特殊场景下放射性物质的非法运输检测，人员和货物的通过时间通常最多仅有十几秒，因此所需的放射性核素报警算法需具有所需样本量小、识别速度快和识别精度高等性能。

2、针对机场、港口和核辐射应急等特殊场景下放射性物质的非法运输检测报警，存在非静态测量、可探测时间短、被探测信号弱等特点，在测量技术上提出了新的需求：

3、1-可测量时间短，通常在亚秒级至十几秒级范围内；

4、2-数据可信度要求高，在较高的置信水平下，对报警效率和准确率的要求高，同时误报率和漏警率应尽可能的低。

5、目前常见的核素报警方法是基于γ能谱解谱分析技术和特征峰匹配技术，算法主要包括本底扣除、滤波平滑和寻峰等内容；都是通过对全能峰的峰形进行高斯分布假设和对峰位进行匹配，统计性地分析放射性材料释放出的特征γ射线，实现对放射性材料的定性和定量判断。但是这种方法一方面需要收集足够多的光子，以减小特征峰的统计涨落性，因此对探测时间和放射性核素射线释放强度有一定要求；另外一方面为准确区分特征γ射线，以识别特征γ射线，需对探测器的能量分辨能力具有一定要求。此外，目前也有基于塑料闪烁体等低能量分辨能力的探测器，其测量对象为闪烁探测器的粒子计数率，但是其识别方法主要依赖于经典的统计理论判定，存在着探测阈值较高，灵敏度较差(一般需高于本底计数水平2～5倍)等特点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核素报警方法、系统及电子设备，可更加快速且准确的对放射性核素是否存在进行判定和报警。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供一种核素报警方法，所述方法包括：

4、获取射线探测器的核探测事件序列信息；

5、根据当前探测射线的时间信息与上一个探测射线的时间信息计算当前探测射线的时间间隔；

6、根据当前探测射线的时间间隔、原假设条件下的时间间隔概率密度函数和备择假设条件下的时间间隔概率密度函数计算贝叶斯因子；所述原假设条件是指不存在放射性核素的假设条件；所述备择假设条件是指存在放射性核素的假设条件；

7、根据所述贝叶斯因子和原假设条件下以及备择假设条件下的全谱时间间隔的先验概率分别计算原假设条件下和备择假设条件下的后验概率；

8、根据原假设条件下的后验概率与报警阈值的比较结果做统计决策，确定是否存在放射性核素。

9、第二方面，本申请提供一种核素报警系统，所述系统包括：

10、射线能量时间信息获取模块，用于获取射线探测器的核探测事件序列信息；

11、时间间隔计算模块，用于根据当前探测射线的时间信息与上一个探测射线的时间信息计算当前探测射线的时间间隔；

12、贝叶斯因子计算模块，用于根据当前探测射线的时间间隔、原假设条件下的时间间隔概率密度函数和备择假设条件下的时间间隔概率密度函数计算贝叶斯因子；所述原假设条件是指不存在放射性核素的假设条件；所述备择假设条件是指存在放射性核素的假设条件；

13、后验概率计算模块，用于根据所述贝叶斯因子和原假设条件下以及备择假设条件下的全谱时间间隔的先验概率分别计算原假设条件下和备择假设条件下的后验概率；

14、核素判别模块，用于根据原假设条件下的后验概率与报警阈值的比较结果做统计决策，确定是否存在放射性核素。

15、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器及处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器运行计算机程序以使电子设备执行上述任一项所述的一种核素报警方法。

16、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

17、本发明提供一种核素报警方法、系统及电子设备，在探测器全谱范围内，根据进入探测器射线信号的时间相关统计量做统计决策，并根据其统计决策结果，可以快速地进行“放射性核素有/无”的报警。无需对能量进行要求；在决策函数上设定时间间隔的取值范围，而非直接给定一个预设的时间间隔参数，大大提高方法的普适性；可以实现较高的探测灵敏度和较低的探测下限，可以更加快速对放射性核素是否存在进行判定和报警。

技术特征：

1.一种核素报警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种核素报警方法，其特征在于，所述贝叶斯因子的计算表达式为：

3.根据权利要求2所述的一种核素报警方法，其特征在于，所述后验概率的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种核素报警方法，其特征在于，根据原假设条件下的后验概率与报警阈值的比较结果做统计决策，确定是否存在放射性核素，具体包括：

5.一种核素报警系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的一种核素报警系统，其特征在于，所述贝叶斯因子的计算表达式为：

7.根据权利要求6所述的一种核素报警系统，其特征在于，所述后验概率的表达式为：

8.根据权利要求5所述的一种核素报警系统，其特征在于，所述核素判别模块具体包括：

9.一种电子设备，包括存储器及处理器，其特征在于，存储器用于存储计算机程序，处理器运行计算机程序以使电子设备执行权利要求1至4任一项所述的一种核素报警方法。

技术总结
本发明公开一种核素报警方法、系统及电子设备，涉及放射性核素识别报警领域，方法包括：获取射线探测器的核探测事件序列信息；根据当前探测射线与上一个探测射线的时间信息计算当前探测射线的时间间隔；根据当前探测射线的时间间隔计算贝叶斯因子；根据贝叶斯因子和全谱时间间隔的先验概率计算后验概率；根据后验概率做统计决策确定是否存在放射性核素。本发明根据进入探测器射线信号的时间相关统计量做统计决策以进行放射性核素有无的报警，无需对能量进行要求，在决策函数上设定时间间隔的取值范围，而非直接给定一个预设的时间间隔参数，大大提高方法的普适性，可以更加快速且准确的对放射性核素是否存在进行判定和报警。

技术研发人员：黄建微,万琳健,张璇,李德红,杨智君,刘川凤,张晓乐,郭思明,杨扬,成建波,徐逸伦
受保护的技术使用者：中国计量科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29