用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法
【專利摘要】一種用于射線探測譜儀的穩(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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜進行比較；以及(3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值超過預定的閾值，對射線探測譜儀進行定標。該穩(wěn)譜方法能夠便捷地實現(xiàn)射線探測譜儀在線穩(wěn)譜。
【專利說明】用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射線探測譜儀一般由閃爍晶體、光電倍增管、電子學放大器以及多道脈沖分析器組成，用于探測各種射線并進行核素識別。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；光電倍增管對光進行光電轉(zhuǎn)換、并線性倍增成電脈沖；電子學放大器對電脈沖進行成型放大等處理，并將處理后的電脈沖傳送到多道譜儀；多道譜儀對該電脈沖進行分析并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。由于上述過程是一個線性放大和轉(zhuǎn)換過程，因此可利用射線探測譜儀測定入射射線的能譜，進行核素識別等功能。
[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)測和核素識別、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譜儀測量到的射線能譜會受這些環(huán)境因素的影響而不穩(wěn)定，因此經(jīng)常需要用標準的放射源對其進行重新定標。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)是定時用外部標準放射源定標，或在晶體內(nèi)參雜少量放射性核素進行定時定標；也有利用LED發(fā)光模擬射線在探測器中的過程來進行定時定標；此外還有一些現(xiàn)有技術(shù)采用自然本底譜中特征峰進行人工定時定標。但是這些對譜儀的定時重新定標技術(shù)都存在無法對能譜漂移進行在線監(jiān)控和穩(wěn)譜的缺點，而且由于重新定標經(jīng)常涉及到使用標準的放射源，因此還存在需要對這些標準放射源進行嚴格管理的問題，以及經(jīng)常需要中斷測量過程。

【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譜儀的穩(wěn)譜方法，該穩(wěn)譜方法能夠便捷地實現(xiàn)射線探測譜儀在線穩(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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜進行比較；以及(3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值超過預定的閾值，對射線探測譜儀進行定標。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述的用于射線探測譜儀的穩(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)特征峰的峰位對射線探測譜儀進行定標。[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀開機后，立即采集環(huán)境本底能譜并作為基準環(huán)境本底能譜進行保存。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀開機后，立即執(zhí)行步驟(I)和步驟(4)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一方面，射線探測譜儀是NaI譜儀。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，自動以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，自動以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑶。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至⑷。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時和/或自動執(zhí)行步驟
(I)至⑶。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時和/或自動執(zhí)行步驟
(I)至⑷。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時和/或自動以預定的周期執(zhí)行步驟⑴至⑶。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一方面，在射線探測譜儀正常操作期間，實時和/或自動以預定的周期執(zhí)行步驟⑴至⑷。
[0025] 申請人:注意到:在一個相對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度、能譜結(jié)構(gòu)相對比較穩(wěn)定；如果能排除人工放射性射線對該本底譜的干擾，則能通過在線監(jiān)測該本底能譜中的特征能量峰位漂移情況，及時調(diào)整數(shù)控放大器增益，實現(xiàn)NaI譜儀在線穩(wěn)譜。 申請人:利用環(huán)境本底譜相對穩(wěn)定的特點而做出了本發(fā)明。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種排除人工放射源對環(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監(jiān)測，確保NaI譜儀周圍無人工放射源存在的情況下進行設備預熱；并使預熱期間累積的環(huán)境本底能譜中特征峰面積和能量分辨率符合要求；預熱期結(jié)束后，上位機將該環(huán)境本底能譜保存下來作為基準環(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，設備進入正常工作后，會連續(xù)采集環(huán)境譜數(shù)據(jù)并進行保存，對每一時刻采集到的數(shù)據(jù)與基準環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進行比較分析，依據(jù)統(tǒng)計原理，一個相對固定的環(huán)境，本底能譜數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計規(guī)律；如當前采集到的環(huán)境譜數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計規(guī)律，則將其看作環(huán)境本底譜數(shù)據(jù)，并通過加權(quán)或先入先出等方式對前面保存的環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進行更新處理。
[0027]當然，環(huán)境只是相對固定的，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)及設備性能均可能出現(xiàn)變化，因而在線所測的環(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，上位機將對每一時刻的環(huán)境本底能譜進行特征峰分析，并與基準環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進行比較，即可獲知當前NaI譜儀的峰飄情況。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，當上位機在線發(fā)現(xiàn)NaI譜儀所測量的環(huán)境本底譜的特征峰峰飄超過一定限度時，自動調(diào)節(jié)數(shù)控放大器單元，使探測到的信號在放大時得到及時修正，從而實現(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，因此可以實現(xiàn)對NaI譜儀峰漂的實時監(jiān)控和修正，以便該譜儀可以在一個長期無人操控或條件較差的環(huán)境下正常工作，無需定時進行人工重新定標。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譜儀在峰漂修正過程中并沒有涉及使用標準放射源，因此減少了因放射源管理不便引起的困難。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的射線探測譜儀的示意框圖。
[0031]圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法的示意流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0033]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的射線探測譜儀可以是NaI譜儀。該射線探測譜儀包括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4。多道譜儀上位機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對光進行光電轉(zhuǎn)換、并線性倍增成電脈沖；放大器3對電脈沖進行成型放大等處理，并將處理后的電脈沖傳送到多道譜儀上位機4 ;多道譜儀上位機4對該電脈沖進行分析并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0034]下面結(jié)合圖2描述根據(jù)本發(fā)明的用于射線探測譜儀的穩(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、兩個、三個或更多個特征峰。此外，也可以在射線探測譜儀開機后，立即采集環(huán)境本底能譜。
[0036]步驟2:將采集到的環(huán)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜進行比較，基準環(huán)境本底能譜可以是在射線探測譜儀初次開機后，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環(huán)境本底能譜進行保存。此外，基準環(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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值是否超過預定的閾值，例如所述差值可以是諸如一個或多個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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值超過預定的閾值，對射線探測譜儀進行定標。例如，通過調(diào)整數(shù)控放大器單元3的增益，對射線探測譜儀進行定標。作為選擇，如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值超過預定的閾值，對射線探測譜儀進行定標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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值不超過預定的閾值，保存采集到的環(huán)境本底能譜。例如，通過加權(quán)或先入先出等方式對已經(jīng)保存的環(huán)境本底能譜數(shù)據(jù)進行更新。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，射線探測譜儀可以實時和/或自動執(zhí)行上述方法步驟。在射線探測譜儀正常操作期間，以預定的周期執(zhí)行上述方法步驟或者隨機地執(zhí)行上述方法步驟。
[0041]本發(fā)明可用于放射性物質(zhì)射線探測和核素識別方面的設備和方法，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，進行在線跟蹤；通過在線檢測一個或幾個這些特征能量峰位，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器探測放射性物質(zhì)射線的劑量、計數(shù)率、核素識別的各種儀器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于射線探測譜儀的穩(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)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜進行比較；以及 (3)如果所采集的環(huán)境本底能譜與基準環(huán)境本底能譜的差值超過預定的閾值，對射線探測譜儀進行定標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測譜儀的穩(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 根據(jù)特征峰的峰位對射線探測譜儀進行定標。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀開機后，立即采集環(huán)境本底能譜并作為基準環(huán)境本底能譜進行保存。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀開機后，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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，以預定的周期執(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，以預定的周期執(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 射線探測譜儀是NaI譜儀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于射線探測譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，自動以預定的周期執(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，自動以預定的周期執(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，實時以預定的周期執(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譜儀的穩(wěn)譜方法，其中: 在射線探測譜儀正常操作期間，實時以預定的周期執(zhí)行步驟(I)至(4)。
【文檔編號】G01T1/40GK103576181SQ201210265180
【公開日】2014年2月12日 申請日期: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, 王珍華, 簡應榮, 蒲中奇, 王凱 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學