射线源定位方法技术

本发明专利技术提供一种射线源定位方法，包括：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，并测试得到所述待检测环境中各物质到达探测器的距离，基于所述待检测环境的图像及距离信息绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图；检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围；根据所述待检测环境中各物质的三维立体图校正所述定向角度范围，进而减小所述定向角度范围，提高定向精度。本发明专利技术通过把康普顿散射原理计算的射线源定向结果与被检测环境中的物质分布信息相结合，进一步校正了射线源的定向精度，同时获取射线源到探测器的精确距离，用于剂量和射线源活度的计算，有效提高测试系统的性能，扩展了应用的范围。

Ray source location method

The invention provides a method for locating a ray source, which includes: obtaining the image of the environment to be detected by imaging the detection environment, testing the distance of each substance in the environment to be detected to the detector, and drawing the three-dimensional stereo of each substance in the environment to be detected based on the image and distance information of the environment to be detected. The range of the orientation angle of the ray source in the environment to be detected is detected, and the range of the orientation angle is corrected according to the three-dimensional stereogram of each substance in the environment to be detected, thereby reducing the range of the orientation angle and improving the orientation accuracy. By combining the directional result of ray source calculated by Compton scattering principle with the material distribution information in the detected environment, the directional accuracy of the ray source is further corrected, and the accurate distance from the ray source to the detector is obtained for the calculation of dose and activity of the ray source, thus effectively improving the performance of the test system. Extend the scope of application.

【技术实现步骤摘要】
射线源定位方法
本专利技术涉及核辐射探测及核技术应用领域，特别是涉及一种射线源定位方法。
技术介绍
放射性核素搜寻和探测识别技术，被广泛应用于环境监测、核电站运营全流程监管、其它核设施的监测、核事故应急测试、核反恐中放射性核素走私或脏弹袭击的安保安防等领域。在辐射探测和射线源搜寻领域，康普顿相机是常用的一种探测装置和方法。以探测器(康普顿相机)为中心，整个球面沿着任意径向入射到探测器的光子都能被精确定向，从而给出整个空间环境中放射性核素的径向分布图。康普顿相机基于康普顿散射成像原理，通过探测器内部的光子散射原理对射线源的定向角度进行检测，如图1所示为两点反应事例的原理图，射线源的入射方向可以被投影到一个圆锥面投影上，圆锥面投影3的中心轴4通过两个反应位置(即图1中的射线在探测器内部第一反应位置1及射线在探测器内部第二反应位置2，需要说明的是，上述两点反应事例与所述射线在探测器内部第一反应位置1及所述射线在探测器内部第二反应位置2一一对应)确定，可以用如下公式计算出所述圆锥面投影3的圆锥角：其中，E0为所述射线源发出的射线的初始能量，E1为所述射线在探测器内部第一反应位置1沉积的能量，meC2为电子质量。但是这个方法和装置有一个局限性，只能给出放射性核素存在的方向，而放射性核素到的探测器距离信息是无法给出的，因而不能给出精确的位置信息。同时当计算出的射线源圆锥角，同时覆盖环境中的某一，或某些物质和空气空白空间时，不能对圆锥角修正。这些情况对于后续的射线源活度计算的准确性都带来影响。因此，如何进一步提升射线源的定位精度，进而提高射线源活度计算的准确性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种射线源定位方法，用于解决现有技术中康普顿相机只能定位射线源的方向且精度低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种射线源定位方法，所述射线源定位方法至少包括：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，并测试得到所述待检测环境中各物质到达探测器的距离，基于所述待检测环境的图像及距离信息绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图；检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围；根据所述待检测环境中各物质的三维立体图校正所述定向角度范围，进而减小所述定向角度范围，提高定向精度。优选地，采用光学成像、红外成像、激光成像或雷达成像的方式对所述待检测环境成像。优选地，基于人工智能学习或机器学习的方式对所述检测信号进行分析获取各物质到达探测器的距离值。优选地，通过测距装置获取各物质到探测器距离的检测信号，进而获取各物质到达探测器的距离值。更优选地，采用超声波测距、红外测距、激光测距或雷达测距的方式对所述待检测环境中各物质到探测器的距离进行探测。优选地，检测所述定向角度范围的装置为伽马谱仪，伽马相机或康普顿相机。优选地，基于康普顿散射原理确定所述定向角度范围。优选地，所述定向角度范围满足如下关系式：其中，E0为所述射线源的初始能量，E1为所述射线源在探测器内部第一反应位置沉积的能量，meC2为电子质量。优选地，校正所述定向角度范围的步骤包括：当所述定向角度范围同时覆盖一物质及空白空间时，去除覆盖空白空间的角度范围，保留覆盖物质的角度范围作为校正后的定向角度范围。如上所述，本专利技术的射线源定位方法，具有以下有益效果：本专利技术的射线源定位方法构建待检测环境中各物质的三维立体图，并检测待检测环境中射线源的定向角度范围，根据各物质的三维立体图校正所述定向角度范围，减小所述定向角度范围，提高定向精度，提升了系统的综合性能，进而大大提高后续射线源活度、剂量计算的准确性。附图说明图1显示为现有技术中的康普顿散射原理示意图。图2显示为本专利技术的射线源定位方法的流程示意图。图3显示为本专利技术的待检测环境中各物质的三维立体图。图4显示为本专利技术的射线源定位方法检测射线源的原理示意图。图5显示为本专利技术的射线源定位方法校正定向角度范围的原理示意图。元件标号说明1射线在探测器内部第一反应位置2射线在探测器内部第二反应位置3圆锥面投影4圆锥面投影的中心轴5探测器6第一物质7第二物质8第三物质9第四物质S1～S3步骤S1’～S3’步骤S1”～S3”步骤S11～S13步骤S11’～S13’步骤S11”～S13”步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图2所示，本实施例提供一种射线源定位方法，所述射线源定位方法包括：步骤S1：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，并测试得到所述待检测环境中各物质到达探测器的距离，基于所述待检测环境的图像及所述距离绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图。具体地，步骤S1进一步包括：步骤S11：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，成像的方式包括但不限于光学成像、红外成像、激光成像或雷达成像，任意可成像的方式均适用于本专利技术，在此不一一赘述。在本实施例中，采用光学成像对所述待检测环境成像，所述待检测环境包括以探测器为中心的球体空间。步骤S12：通过测距装置获取各物质到探测器距离的检测信号，进而获取各物质到达探测器的距离值。更具体地，测试距离的方式包括但不限于超声波测距、红外测距、激光测距或雷达测距，任意可实现距离检测的方式均适用于本专利技术，在此不一一赘述。在本实施例中，通过红外测距采集红外发出到返回的时间差，再根据红外光的传播速度计算得到各物质到达探测器的距离值。需要说明的是，步骤S11及步骤S12可采用相同的装置进行成像和测距，以简化步骤，节约成本。步骤S13：基于所述待检测环境的图像及所述距离绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图。具体地，通过所述待检测环境的图像中各物质的相对位置关系以及各物质到达探测器的距离，得到所述待检测环境中各物质的三维立体图。更具体地，如图3所示，在本实施例中，假设检测到所述待检测环境中存在四个物质，分别为位于所述探测器5四个方向上的第一物质6、第二物质7、第三物质8及第四物质9，所述三维立体图中仅能得到各物质与所述探测器5的相对位置，而相对位置也是不准确的，且无法明确具体哪个物质上面有放射源存在。步骤S2：检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围。具体地，通过伽马谱仪，伽马相机或康普顿相机检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围，任意可实现射线源检测的装置均适用于本专利技术，在此不一一赘述。需要说明的是，所述伽马谱仪，伽马相机或康普顿相机的探测介质包括但不限于碲锌镉、锗，砷化镓，碘化汞或溴化铊，任意可实现射线源检测的探测介质均适用于本专利技术，不以本实施例为限。具体地，在本实施例中，采用康普顿相机对射线源进行定向检测，如图1所示，所述定向角度范围满足如下关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射线源定位方法，其特征在于，所述射线源定位方法至少包括：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，并测试得到所述待检测环境中各物质到达探测器的距离，基于所述待检测环境的图像及距离信息绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图；检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围；根据所述待检测环境中各物质的三维立体图校正所述定向角度范围，进而减小所述定向角度范围，提高定向精度。

【技术特征摘要】
1.一种射线源定位方法，其特征在于，所述射线源定位方法至少包括：对待检测环境成像得到所述待检测环境的图像，并测试得到所述待检测环境中各物质到达探测器的距离，基于所述待检测环境的图像及距离信息绘制所述待检测环境中各物质的三维立体图；检测所述待检测环境中射线源的定向角度范围；根据所述待检测环境中各物质的三维立体图校正所述定向角度范围，进而减小所述定向角度范围，提高定向精度。2.根据权利要求1所述的射线源定位方法，其特征在于：采用光学成像、红外成像、激光成像或雷达成像的方式对所述待检测环境成像。3.根据权利要求2所述的射线源定位方法，其特征在于：基于人工智能学习或机器学习的方式对所述待检测环境的图像进行分析，进而获取各物质到达探测器的距离值。4.根据权利要求1所述的射线源定位方法，其特征在于：通过测距装置获取各物质到探测器距离的检测信号，进而获取各物质到达探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岚，顾铁，刘柱，王伟，
申请(专利权)人：奕瑞新材料科技太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32