基于Boosted-Gold算法的γ能谱反演分析

为了利用低能量分辨率探测器γ能谱分析获取未知放射性核素的特征信息,提高γ能谱中重峰及弱峰分析的准确性和有效性,本文开展了基于Boosted-Gold算法的Na I(Tl)探测器γ能谱分析研究.采用MCNPX建立Na I(Tl)探测器模拟模型,获得了维度201×200的探测器响应矩阵.基于Boosted-Gold算法开发了γ能谱反演程序.实验测量了γ源22Na,133Ba和152Eu的探测器响应能谱,并以不同γ射线能量、不同能差(?E)、不同相对强度为条件构建了3组低分辨率模拟γ能谱,结合响应矩阵及反演程序对实测γ能谱和模拟γ能谱进行反演.以IAEA数据库核素标准特征信息对反演结果进行分析.结果表明:Boosted-Gold算法对实测γ能谱特征能量反演误差最大为2.17%(¹³³Ba源0.276Me V),反演强度与标准强度最大差为0.197(¹⁵²Eu源1.408Me V).对模拟γ能谱核素特征能量均可准确分析,反演强度与标准强度差值保持在0.01以内;当增强系数p≤14时,Boosted-Gold算法有利于γ放射性核素的定量分析,对于相对强...     

γ能谱仿真实验教学研究

在仿真实验的教学过程中体会到,实物实验是近代物理实验的核心,而仿真实验是一种很好的替代和辅助手段,确立了仿真实验在近代物理实验教学中的重要地位。     

背角无齿蚌对放射性核素富集作用的γ能谱分析

利用HPGe多道γ能谱仪对背角无齿蚌蚌肉、蚌壳及其天然生存环境样品中的238U、225Ra、223Ra、232Th、40K、137Cs、134Cs、210pb、103Ru、131I 10种放射性核素进行了测试分析.环境样品中检出238U、226Ra、232Th、210Pb、40K、137Cs;蚌肉中检出226Ra、232Th、210Pb、40K;蚌壳只中检出226Ra、232Th.结果表明,在天然本底环境下,蚌肉对226Ra的富集作用最强,对232Th、210pb的富集作用相对较强.对40K的富集作用相对较弱,富集系数由大到小的顺序为:226Ra＞232Th＞210pb＞40K;蚌壳对226Ra、232Th的富集作用较强,富集系数的大小顺序为:226Ra＞232Th,蚌壳对210Pb、40K的富集作用均非常弱;蚌肉对226Ra、232Th、210pb、40K的富集作用均强于蚌壳.本工作为合理开发利用河蚌这一自然资源提供了参考数据和科学依据.     

γ能谱特征峰定位算法分析

γ能谱分析是辐射探测数据分析工作的关键步骤，多年来能谱分析程序多依赖于美国成熟的分析软件，随着国内近年来对中子活化分析（瞬发γ、缓发γ）、核材料识别、核素快速识别技术的介入，γ能谱分析程序的自主研发显得至关重要。不论是传统的能谱分析技术，或是目前流行的神经网络，现代谱估计技术，其中特征峰的甄别是丫能谱分析的首要工作。特征峰的甄别，普遍采用极值法原理，其实质是微分法。最简单有效的方法是对原始谱进行平滑处理的一阶微分法（局部极大值法），它不但能够确定峰位，而且能够给出左右边界的位置，     

钒球介质内中子能谱和伴生γ能谱测量

因钒具有在D—T中子照射下低活性的特点。同时其（n，2n）中子增殖大于（n，X）反应引起的吸收。所以钒是聚变堆第一壁及结构材料使用的主要竞争者。开展过钒的14MeV中子泄漏能谱测量，而有关钒介质内中子能谱及伴生γ能谱的实验数据国内未见报道，因此有必要开展这方面的工作。     

核材料γ能谱指纹模糊识别机理研究

以γ射线的能量与强度所构成的二维平面为论域,提出了关于γ射线能谱的二维模糊集合的概念,建立了γ射线能谱二维模糊集合隶属函数.提出和介绍了γ射线能谱指纹模糊识别的基本原理与方法.通过对γ能谱数据的归一化处理,实现了γ射线能谱指纹的类型识别和个体识别.通过引入识别增强因子,获得了较高的识别置信度.对模拟放射性物质的γ射线能谱指纹进行了识别研究,探讨了系统统计涨落以及探测距离变化对识别隶属度的影响.研究表明,γ射线能谱指纹模糊识别方法具有较强的类型识别能力和个体识别能力,可应用于核安全保障等领域. 关键词： γ能谱指纹 模糊识别 核材料     

闪烁晶体γ能谱拟合方法的比较

为了确定低光产额的闪烁晶体的光输出,人们发展了很多方法来拟合闪烁晶体的γ谱.本文对这些方法同时用模拟谱和实验谱进行了比较,不但考察了它们的拟合结果对真实值的偏差和对光产额相对变化的反映能力,还研究了这些方法在本底和拟合区间变化时的稳定性.     

基于模糊识别的γ能谱定性分析

提出了一种基于模糊识别的γ能谱分析方法。通过建立关于未知谱的模糊集合、标准核素库及模糊识别算法,实现了γ能谱的快速自动定性分析,并对3组混合标准源γ能谱和3个低本底样品γ能谱进行了定性分析。结果表明在不精确求解峰位的情况下,即可准确分析出样品中所含的放射性核素。     

γ能谱的计算机模拟

用蒙特卡罗方法模拟了核物理实验的γ能谱测量，结果表明，由于计算机模拟得到的能谱与真实测量的能谱具有安全相同的特征。     

基于信息理论的γ能谱辨识新方法

提出了一种基于相对熵的放射源γ能谱识别方法。首先,利用主成分分析(PCA)算法压缩数据,构造γ射线能谱的特征空间。然后,采用随机化技术(RT)来使特征空间中γ射线能谱的特征值归一化,这样,γ射线能谱的特征空间可以看作是概率空间。最后,定义两个概率空间的相对熵来测量两个γ射线能谱的相对差异。大量实验表明,所提方法能够更加有效地辨识γ射线能谱, 不仅计算量小,而且对诸如统计浮动、谱峰偏移、底噪等因素具有很高的鲁棒性。     

类型γ射线能谱指纹的识别机理

放射源的辐射指纹能起到标识和鉴别放射性物体的作用.在涉及核弹头不可逆销毁过程的深度核裁军核查中,核弹头的辐射指纹对标识和鉴别裁减下来的核弹头将起到关键作用.预先研究辐射指纹的有关技术,如识别机理的研究,将有助于深度核裁军的核弹头核查技术发展.以实验室放射源为研究对象,探索了类型γ射线能谱指纹的同一性识别机理.类型γ射线指纹识别机理的研究,就是要找出一种合适的方法,以较高的置信度,描述两个正在进行比较的γ射线指纹是否为同一放射源的指纹.采用了谱形比较法,并用谱相似度概念来描述两个指纹的相似程度.在谱形比较思想的指导下,编制了放射源类型指纹识别软件,并通过放射源同一性的识别实验验证了软件的有效性,同时研究了谱相似度随统计涨落和测量条件,如时间、源强和本底等因素的变化情况.研究结果表明:1)用相似度概念来描述两个指纹的相似程度,回答两个待比较的γ射线能谱是否代表同一类型放射源,是切实可行的;2)该识别机理只具备识别放射源类型的能力,而对同一类型、差异甚微的放射源个体还不能识别 关键词： γ射线能谱指纹 辐射指纹 识别机理 核查技术     

基于奇异谱分析的γ能谱降噪算法

针对传统频域滤波法无法有效解决γ能谱中噪声频谱与谱成分频谱的重叠问题,本文提出了基于奇异谱分析的γ能谱降噪方法,阐述了奇异谱分析降噪方法的基本原理,给出了降噪算法.通过分析γ能谱的奇异谱特征,给出了最优嵌入维数和γ能谱重构阶数的选取方法.实测60 Co H PGeγ能谱的降噪结果表明:奇异谱分析法可有效分离和消除γ能谱...     

无放射源伽马能谱测量实验设计

为了在无放射源的前提下开设γ能谱测量实验,本文使用氯化钾样品中的40K代替常规放射源,研究了所需的实验样品含量、实验装置和实验内容,并分析了本实验的辐射危害情况.研究表明:使用氯化钾样品不仅可以满足常规γ能谱测量的实验要求,还比仅使用137Cs放射源丰富了实验内容,且经计算和测量本实验的辐射剂量达不到放射源的下限标准,可以保证学生在安全的前提下完成实验内容.本研究设计的实验方法不受放射源使用手续及环保部门的制约,有利于消除学生的放射性恐惧心理,减少放射源的管理成本及非核类院校的γ能谱测量实验课程的开设.     

基于自适应网络模糊推理系统的γ能谱指纹模糊识别

提出了以自适应网络模糊推理系统参数为识别特征的γ能谱指纹模糊识别方法.通过建模和仿真,提取了γ能谱指纹的模糊系统特征参数,并建立了关于系统特征参数的模糊集及模糊识别原则,以较高的置信度实现了γ能谱指纹的类型识别和个体识别.对实测γ能谱指纹进行了识别,对方法的识别性能进行了研究和探讨.研究表明,该方法不但具有较强的类型识别能力和个体识别能力,并具有较低的识别下限和较强的抗噪声能力.     

模拟核弹头核查中能谱遮盖技术的概念研究

建立了一套基于局域网的核弹头核查系统.系统的硬件组成为:一台网络服务器、两台个人计算机和一台便携式高纯锗γ谱仪.系统的软件(能谱遮盖软件)包括核查方软件、被核查方软件两个模块,它们都采用交互式人机对话,通过局域网进行通讯.核查中,探测器所采集的高分辨γ射线能谱需要经过被核查方软件的防泄密处理后,才能以遮盖能谱或文字显示方式发送给核查方终端.能谱遮盖的原则是,对核查方要求核查的能段,核查方软件必须提供真实、客观的显示;而对其他能段,可根据被核查方对“敏感信息”的认识,作适当的遮盖处理.文字显示方式则是直截了当地回答核查对象是“铀弹”、“钚弹”或“非核弹”.利用能谱遮盖软件对模拟核弹头进行了类型识别和能谱遮盖实验.实验结果表明,所建立的基于局域网的核弹头核查系统具有识别模拟核弹头类型和在核查中保护敏感信息泄漏的功能,特别值得指出的是,核查结果文字显示方式具有较好的防泄密功能,有助于提高核查可信度.实验同时也暴露了该系统的一些不足点,如系统组件过多,集成度不够;被核查方软件的人机交互对话和核查结果的能谱遮盖显示方式可能降低核查的可信度等等 关键词： 核弹头核查 γ射线能谱 能谱遮盖     

钚体源样品γ能谱计算的蒙特卡罗方法

提出了钚体源样品γ能谱分步计算的蒙特卡罗模型和方法.采用分步和直接计算两种方法对球壳形钚体源样品的γ能谱进行了模拟计算.用实验测量的γ能谱验证了计算结果的可靠性，计算结果与实验测量值在10%的误差范围符合.通过对Steve Fetter模型的模拟计算表明：对于外面包有若干屏蔽层的钚体源样品大系统，采用分步方法进行能谱计算，可以使结果快速收敛.     

使用α粒子轰击天然镱靶制备~(178m2)Hf同质异能素及样品γ能谱分析

178m2Hf是一种长半衰期(T1/2=31 a)、高自旋态(Iπ=16+)的Hf同质异能素.利用四川大学CS-30回旋加速器产生的30 MeV,100μA的α束流轰击天然Yb靶,通过176Yb(α,2n)反应制备178m2Hf.采用高纯Ge探测器测量未提纯样品和放化分离后的样品的γ能谱,选取178m2Hf的426,495和574 keV三个特征峰,使用高斯双峰拟合方法解谱,确定了未提纯样品中178m2Hf的含量达到1012量级,提纯后的样品中178m2Hf含量为1011量级.还对靶中其他放射性杂质核素(175Hf,172Lu,172Hf,177Lu,173Lu)的含量进行了分析.     

197Au中子辐射俘获过程中γ射线强度函数与能谱研究

文章假定在复合核首次和级联γ退激过程中,除包含巨偶极共振模式外,还存在⁶He,⁶Li,⁶Be,⁷Li和⁷Be等粒子集团的激发态的退激过程,并据此建立了包括这些过程的γ射线强度函数,计算了入射中子能量在0.01—3MeV能区的中子辐射俘获反应:¹⁹⁷Au(n,γ)的反应截面和γ能谱,得到了与实验数据较好符合的结果.特别是,很好地解释了γ能谱中5.5MeV之后的反常突起.     

γ吸收实验的改进

γ射线吸收是近代物理实验中重要内容之一。各校在做实验时,一般都是采用铅准直器将γ射线变为平行的窄束射线,以满足公式I=I_0e~(-μ~x) (1)的要求。然后测量γ射线穿过物质前后的强度I_0和I,由吸收物质的厚度x,用公式(1)求得物质的吸收系数μ,进而求得γ射