用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法
【專利摘要】一種用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，包括如下步驟：(1)采集環(huán)境本底能譜；(2)將采集到的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行比較；以及(3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值超過(guò)預(yù)定的閾值，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。該穩(wěn)譜方法能夠便捷地實(shí)現(xiàn)射線探測(cè)譜儀在線穩(wěn)譜。
【專利說(shuō)明】用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射線探測(cè)譜儀一般由閃爍晶體、光電倍增管、電子學(xué)放大器以及多道脈沖分析器組成，用于探測(cè)各種射線并進(jìn)行核素識(shí)別。它基本技術(shù)路線是:閃爍晶體吸收(或部分吸收)射線、發(fā)光并將光匯聚到光電倍增管中；光電倍增管對(duì)光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并線性倍增成電脈沖；電子學(xué)放大器對(duì)電脈沖進(jìn)行成型放大等處理，并將處理后的電脈沖傳送到多道譜儀；多道譜儀對(duì)該電脈沖進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。由于上述過(guò)程是一個(gè)線性放大和轉(zhuǎn)換過(guò)程，因此可利用射線探測(cè)譜儀測(cè)定入射射線的能譜，進(jìn)行核素識(shí)別等功能。
[0003]在閃爍晶體中，NaI閃爍晶體因其光產(chǎn)額高、探測(cè)效率高、能量分辨較好，是現(xiàn)在使用最廣的閃爍晶體，因而由NaI閃爍晶體組成的NaI譜儀是放射性物質(zhì)監(jiān)測(cè)和核素識(shí)別、分析的重要工具。
[0004]但是，由于NaI譜儀中NaI閃爍晶體的發(fā)光效率、光傳輸效率，光電倍增管性能，放大器增益，高壓的穩(wěn)定性等隨環(huán)境溫度、濕度的變化影響較大，所以由NaI譜儀測(cè)量到的射線能譜會(huì)受這些環(huán)境因素的影響而不穩(wěn)定，因此經(jīng)常需要用標(biāo)準(zhǔn)的放射源對(duì)其進(jìn)行重新定標(biāo)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)是定時(shí)用外部標(biāo)準(zhǔn)放射源定標(biāo)，或在晶體內(nèi)參雜少量放射性核素進(jìn)行定時(shí)定標(biāo)；也有利用LED發(fā)光模擬射線在探測(cè)器中的過(guò)程來(lái)進(jìn)行定時(shí)定標(biāo)；此外還有一些現(xiàn)有技術(shù)采用自然本底譜中特征峰進(jìn)行人工定時(shí)定標(biāo)。但是這些對(duì)譜儀的定時(shí)重新定標(biāo)技術(shù)都存在無(wú)法對(duì)能譜漂移進(jìn)行在線監(jiān)控和穩(wěn)譜的缺點(diǎn)，而且由于重新定標(biāo)經(jīng)常涉及到使用標(biāo)準(zhǔn)的放射源，因此還存在需要對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)放射源進(jìn)行嚴(yán)格管理的問(wèn)題，以及經(jīng)常需要中斷測(cè)量過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，該穩(wěn)譜方法能夠便捷地實(shí)現(xiàn)射線探測(cè)譜儀在線穩(wěn)譜。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，該方法包括如下步驟:(I)采集環(huán)境本底能譜；(2)將采集到的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行比較；以及(3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值超過(guò)預(yù)定的閾值，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法還包括:(4)保存所采集到的環(huán)境本底能譜。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述差值是特征峰的參數(shù)的差值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述差值是特征峰的峰位的差值。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，根據(jù)特征峰的峰位對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀開機(jī)后，立即采集環(huán)境本底能譜并作為基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行保存。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀開機(jī)后，立即執(zhí)行步驟(I)和步驟(4)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一方面，射線探測(cè)譜儀是NaI譜儀。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)和/或自動(dòng)執(zhí)行步驟
(I)至⑶。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)和/或自動(dòng)執(zhí)行步驟
(I)至⑷。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)和/或自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟⑴至⑶。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)和/或自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟⑴至⑷。
[0025] 申請(qǐng)人:注意到:在一個(gè)相對(duì)固定的幾何空間條件下，環(huán)境本底譜中的天然放射性元素的射線強(qiáng)度、能譜結(jié)構(gòu)相對(duì)比較穩(wěn)定；如果能排除人工放射性射線對(duì)該本底譜的干擾，則能通過(guò)在線監(jiān)測(cè)該本底能譜中的特征能量峰位漂移情況，及時(shí)調(diào)整數(shù)控放大器增益，實(shí)現(xiàn)NaI譜儀在線穩(wěn)譜。 申請(qǐng)人:利用環(huán)境本底譜相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)而做出了本發(fā)明。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種排除人工放射源對(duì)環(huán)境本底譜干擾的方法，所述方法包括步驟:在人工監(jiān)督下或利用控制器自動(dòng)監(jiān)測(cè)，確保NaI譜儀周圍無(wú)人工放射源存在的情況下進(jìn)行設(shè)備預(yù)熱；并使預(yù)熱期間累積的環(huán)境本底能譜中特征峰面積和能量分辨率符合要求；預(yù)熱期結(jié)束后，上位機(jī)將該環(huán)境本底能譜保存下來(lái)作為基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜，并將其特征峰參數(shù)(如峰位)作為初值記錄下來(lái)，設(shè)備進(jìn)入正常工作后，會(huì)連續(xù)采集環(huán)境譜數(shù)據(jù)并進(jìn)行保存，對(duì)每一時(shí)刻采集到的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，依據(jù)統(tǒng)計(jì)原理，一個(gè)相對(duì)固定的環(huán)境，本底能譜數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律；如當(dāng)前采集到的環(huán)境譜數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，則將其看作環(huán)境本底譜數(shù)據(jù)，并通過(guò)加權(quán)或先入先出等方式對(duì)前面保存的環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行更新處理。
[0027]當(dāng)然，環(huán)境只是相對(duì)固定的，隨著空間的變換或環(huán)境溫度、濕度的變化，環(huán)境本底譜數(shù)據(jù)及設(shè)備性能均可能出現(xiàn)變化，因而在線所測(cè)的環(huán)境本底譜可能出現(xiàn)漂移；由于環(huán)境本底譜數(shù)據(jù)是在線更新的，上位機(jī)將對(duì)每一時(shí)刻的環(huán)境本底能譜進(jìn)行特征峰分析，并與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可獲知當(dāng)前NaI譜儀的峰飄情況。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)上位機(jī)在線發(fā)現(xiàn)NaI譜儀所測(cè)量的環(huán)境本底譜的特征峰峰飄超過(guò)一定限度時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)控放大器單元，使探測(cè)到的信號(hào)在放大時(shí)得到及時(shí)修正，從而實(shí)現(xiàn)NaI譜儀在線穩(wěn)譜。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的NaI譜儀在線穩(wěn)譜技術(shù)及NaI譜儀能夠在線修正因各種原因引起的能譜飄移，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)NaI譜儀峰漂的實(shí)時(shí)監(jiān)控和修正，以便該譜儀可以在一個(gè)長(zhǎng)期無(wú)人操控或條件較差的環(huán)境下正常工作，無(wú)需定時(shí)進(jìn)行人工重新定標(biāo)。此外，由于根據(jù)本發(fā)明的NaI譜儀在線穩(wěn)譜技術(shù)及NaI譜儀在峰漂修正過(guò)程中并沒(méi)有涉及使用標(biāo)準(zhǔn)放射源，因此減少了因放射源管理不便引起的困難。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的射線探測(cè)譜儀的示意框圖。
[0031]圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的射線探測(cè)譜儀可以是NaI譜儀。該射線探測(cè)譜儀包括NaI閃爍晶體1、光電倍增管2、數(shù)控放大器單元3和譜儀上位機(jī)4。多道譜儀上位機(jī)4用于環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)的采集和更新，以及環(huán)境本底能譜特征峰參數(shù)初值的記錄；分析比較當(dāng)前環(huán)境本底能譜特征峰參數(shù)與初值的差異并根據(jù)差異量的大小指導(dǎo)數(shù)控放大器單元3調(diào)整其增益。NaI閃爍晶體I吸收(或部分吸收)射線R、發(fā)光并將光匯聚到光電倍增管2中；光電倍增管2對(duì)光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并線性倍增成電脈沖；放大器3對(duì)電脈沖進(jìn)行成型放大等處理，并將處理后的電脈沖傳送到多道譜儀上位機(jī)4 ;多道譜儀上位機(jī)4對(duì)該電脈沖進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0034]下面結(jié)合圖2描述根據(jù)本發(fā)明的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法的步驟。
[0035]步驟1:采集環(huán)境本底能譜。例如，可以在射線探測(cè)譜儀的操作期間以一定的周期采集環(huán)境本底能譜，獲得環(huán)境本底能譜的參數(shù)，例如，特征峰的諸如峰位的參數(shù)，特征峰可以是一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)特征峰。此外，也可以在射線探測(cè)譜儀開機(jī)后，立即采集環(huán)境本底能譜。
[0036]步驟2:將采集到的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行比較，基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜可以是在射線探測(cè)譜儀初次開機(jī)后，立即采集環(huán)境本底能譜并將該環(huán)境本底能譜作為基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行保存。此外，基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜也可以是采用其它儀器獲得的環(huán)境本底能譜。
[0037]步驟3:判斷所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值是否超過(guò)預(yù)定的閾值，例如所述差值可以是諸如一個(gè)或多個(gè)特征峰的峰位差值或特征峰的參數(shù)差值。
[0038]步驟4:如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值超過(guò)預(yù)定的閾值，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。例如，通過(guò)調(diào)整數(shù)控放大器單元3的增益，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。作為選擇，如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值超過(guò)預(yù)定的閾值，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)并且保存采集到的環(huán)境本底能譜。
[0039]步驟5:如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值不超過(guò)預(yù)定的閾值，保存采集到的環(huán)境本底能譜。例如，通過(guò)加權(quán)或先入先出等方式對(duì)已經(jīng)保存的環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，射線探測(cè)譜儀可以實(shí)時(shí)和/或自動(dòng)執(zhí)行上述方法步驟。在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，以預(yù)定的周期執(zhí)行上述方法步驟或者隨機(jī)地執(zhí)行上述方法步驟。
[0041]本發(fā)明可用于放射性物質(zhì)射線探測(cè)和核素識(shí)別方面的設(shè)備和方法，尤其可用于利用多道譜儀、特別是NaI譜儀的峰飄進(jìn)行在線穩(wěn)定的方法，以及采用該方法的多道譜儀。利用環(huán)境中天然放射性核素的特征能量峰，進(jìn)行在線跟蹤；通過(guò)在線檢測(cè)一個(gè)或幾個(gè)這些特征能量峰位，結(jié)合譜儀數(shù)控放大增益電路，從而實(shí)現(xiàn)NaI譜儀在線穩(wěn)譜技術(shù)。
[0042]本發(fā)明適用于利用閃爍體探測(cè)器探測(cè)放射性物質(zhì)射線的劑量、計(jì)數(shù)率、核素識(shí)別的各種儀器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，包括如下步驟: (1)采集環(huán)境本底能譜； (2)將采集到的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行比較；以及 (3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜的差值超過(guò)預(yù)定的閾值，對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，還包括: (4)保存所采集到的環(huán)境本底能譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 所述差值是特征峰的參數(shù)的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 所述差值是特征峰的峰位的差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 根據(jù)特征峰的峰位對(duì)射線探測(cè)譜儀進(jìn)行定標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀開機(jī)后，立即采集環(huán)境本底能譜并作為基準(zhǔn)環(huán)境本底能譜進(jìn)行保存。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀開機(jī)后，立即執(zhí)行步驟(I)和步驟(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 射線探測(cè)譜儀是NaI譜儀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(3)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，自動(dòng)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(4)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(3)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于射線探測(cè)譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測(cè)譜儀正常操作期間，實(shí)時(shí)以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟(I)至(4)。
【文檔編號(hào)】G01T1/40GK103576181SQ201210265180
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】趙崑, 王強(qiáng), 王珍華, 簡(jiǎn)應(yīng)榮, 蒲中奇, 王凱 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)