一种环境本底下弱γ放射源识别方法技术

本发明专利技术公开了一种环境本底下弱γ放射源识别方法，属于弱信号识别领域，目的在于解决野外环境下，当放射源距离较远时，探测器的信号会比较弱，容易受环境本底影响的问题。该方法包括如下步骤：（1）测定本底特征量Rref；（2）实际测定；（3）比较：若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源；若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref的差值大于某个阈值，则测定环境中存在人工γ辐射源。基于上述方法的改进，本发明专利技术能够有效实现环境本底下的人工γ辐射源弱信号识别，有效解决前述方法存在的问题。本发明专利技术操作方便，设计合理，实验测量准确度高，具有较高的应用价值。

A Recognition Method for Weak Gamma Radiation Sources in Environmental Background

The invention discloses a method for identifying weak gamma radiation sources under environmental background, which belongs to the field of weak signal recognition. The purpose of the method is to solve the problem that in the field environment, when the radiation sources are far away, the signal of the detector will be weak and easily affected by the environmental background. The method consists of the following steps: (1) determination of background characteristic Rref; (2) actual measurement; (3) comparison: if the R measured in step 2 is in accordance with the background characteristic Rref measured in step 1, or within the error range, no artificial gamma radiation source can be considered; if the difference between the R measured in step 2 and the background characteristic Rref measured in step 1 is greater than a threshold value, then there exists a measurement environment. Artificial gamma radiation source. Based on the improvement of the above method, the invention can effectively realize weak signal recognition of artificial gamma radiation source under the environment background, and effectively solve the problems of the above method. The invention has the advantages of convenient operation, reasonable design, high measurement accuracy and high application value.

【技术实现步骤摘要】
一种环境本底下弱γ放射源识别方法
本专利技术涉及辐射测定领域，尤其是弱信号识别领域，具体为一种环境本底下弱γ放射源识别方法。
技术介绍
天然辐射本底水平变化原因很多(如：海拔、屏蔽、自屏蔽、建筑结构、建筑材料、土壤类型、时间、季节、太阳活动等)，且变化幅度可以很大。由于野外放射源距离较远时，探测器的信号会比较弱。这时，本底的涨落会严重影响放射源信号的鉴别。为此，迫切需要一种新的方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对野外环境下，当放射源距离较远时，探测器的信号会比较弱，容易受环境本底影响的问题，提供一种环境本底下弱γ放射源识别方法。本专利技术能够有效解决上述问题，实现环境本底下的弱信号识别。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种环境本底下弱γ放射源识别方法，包括如下步骤：(1)测定本底特征量Rref预先测定出天然γ辐射本底，并在所得脉冲高度谱上设置上阈Su和下阈Sd，分别测定通过下阈Sd的积分计数率Rd、通过上阈Su的积分计数率Ru，计算得到上域Su以上的积分计数率Ru与下阈Sd以上的积分计数率Rd之比，即本底特征量Rref；在进行天然γ辐射测定时，不同的测量数据之间的差异仅仅是由天然辐射的脉冲分布特征决定，构成本底特征量Rref；(2)实际测定在测定环境中进行测定，在所得脉冲高度谱上，设置与步骤1相同的上阈Su和下阈Sd，分别测定通过上阈Su的积分计数率Ru和通过下阈Sd的积分计数率Rd，计算得到下阈Sd以上的积分计数率Rd与上阈Su以上的积分计数率Ru之比R；(3)比较若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源；若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref的差值大于事先设定的阈值，则测定环境中存在人工γ辐射源。所述步骤3中，阈值通过实验测定。所述步骤1中，本底特征量Rref在指定环境下几乎为一个常数。所述步骤2中设定的上阈、下阈分别与步骤1设定的上阈、下阈相同。以待测γ射线能量的全能峰高度的10％所在水平线与全能峰的左端交点为下阈，以右端交点为上阈。预先测定γ射线能量的上阈和下阈。上阈为能测到的辐射最高γ能量，低能γ发射体只有少数脉冲能通过上阈；下阈能量尽量低，以卡住电子学噪声即可。所述上阈Su为至少一个。所述上阈Su的数量与辐射源的数量相同。用于多点测量，包括如下步骤：(a)测定本底特征量Rref预先测定出天然γ辐射本底，并在所得脉冲高度谱上设置上阈Su和下阈Sd，分别测定通过下阈Sd的积分计数率Rd、通过上阈Su的积分计数率Ru，计算得到上域Su以上的积分计数率Ru与下阈Sd以上的积分计数率Rd之比，即本底特征量Rref；在进行天然γ辐射测定时，不同的测量数据之间的差异仅仅是由天然辐射的脉冲分布特征决定，构成本底特征量Rref；(b)实际测定在测定环境中进行测定，在所得脉冲高度谱上，设置与步骤1相同的上阈Su和下阈Sd，分别测定通过上阈Su的积分计数率Ru和通过下阈Sd的积分计数率Rd，计算得到下阈Sd以上的积分计数率Rd与上阈Su以上的积分计数率Ru之比R；(3)比较若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源；若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref的差值大于事先设定的阈值，则测定环境中存在人工γ辐射源。研究发现，对于特定的探测器来说，某一能量的γ辐射在探测器中的脉冲高度谱的形状是固定的，其康普顿平台与全能峰之比也是固定的。当γ辐射增强或减弱，只会改变脉冲高度谱的整体高度，但是并不会改变形状。多个不同能量的环境本底γ辐射在探测器的中的信号为简单叠加。环境本底辐射中的成分一般比较稳定，因此叠加脉冲幅度谱的形状也不会随着本底的涨落而发生变化。基于上述结果，本专利技术进行了相应的方案设计。如图1所示，在脉冲高度谱上设置两个阈值：上阈Su和下阈Sd。分别测量通过上阈Su和下阈Sd的积分计数率Ru和Rd。由于形状不变，因此可得到下阈Sd以上的积分计数率Rd与上域以上的积分计数率Rd之比R。R与参考计数率比值(本底特征量Rref，Rref＝Ru/R0)进行比较。Rref是由在相同阈值Su和Sd条件下获得的天然辐射积分计数率Ru和Rd的脉冲幅度分布导出的。设立2个以上脉冲幅度能阈。高阈取为可测到的人工辐射源的最高γ能量，低能γ发射体只有少数脉冲能通过高阈。与此相反，低阈能量取得尽量低，卡住电子学噪声即可。实际监测中测量高于此二阈值的积分脉冲计数。在只存在天然γ辐射时，不同的测量数据之间的差异仅仅是由天然辐射的脉冲分布特征决定，构成本底特征量Rref。在有人工γ辐射时，高阈以上的计数与有没有人工辐射源无关，而低阈以上的计数与有无人工辐射源有关。将低阈数据与天然辐射的参考数据比较就可判断人工辐射的存在。本底特征量Rref几乎是一个常数，可以在正式测量之前通过初始化测量预先求出。从实测的低、高能阈计数率数据计算出比值后，与事先确定的天然γ辐射本底特征量Rref比较，如果与天然γ辐射特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源。如果两者之差大于特征量Rref设定的某个阈值，可以判断有人工γ辐射源存在。若要测量更多辐射源，可设多个高阈值。基于上述方法的改进，本专利技术能够有效实现环境本底下的人工γ辐射源弱信号识别，有效解决前述方法存在的问题。本专利技术操作方便，设计合理，实验测量准确度高，具有较高的应用价值。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为阈值设定示意图。图2为1s～4s不同距离的Cs源判断灵敏度测试结果。图3为1s～4s不同距离的Am源判断灵敏度测试结果。图4为10s～30s不同距离的Cs源判断灵敏度测试结果。图5为10s～30s不同距离的Am源判断灵敏度测试结果。图6为1min～4min不同距离的Cs源判断灵敏度测试结果。图7为1min～4min不同距离的Am源判断灵敏度测试结果。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1实验采用241Am和137Csγ放射源模拟污染。241Am和137Cs源的特征γ射线分别为59.5keV和661keV。两个源的2πγ发射率分别为2.56E+04/s和3.18E+04/s。实验中探测器采用Ф1.5’×1.5’溴化镧LaBr3闪烁体探测器。241Am和137Csγ放射源从0.5m的位置选取与探测器不同的距离进行测量，分析探测器信号中源信号特征，利用Rref进行判断是否发现放射源，判断方法如前所述。当探测器选定，其本征探测效率相应固定。影响源判断的因素有2个：时间和距离。测量时间分3个具有代表性的区间：秒量级，10秒量级和分钟量级。测量距离的范围在50cm～250cm区间。实验用到的Am源和Cs源的γ发射率比较接近，有利于对比不同能量γ射线对判断有无放射源的灵敏度。本底的特征量Rref的涨落范围取±2σ的区间，置信度为95.5％。以此为参考，若测量特征量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境本底下弱γ放射源识别方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）测定本底特征量Rref预先测定出天然γ辐射本底，并在所得脉冲高度谱上设置上阈Su和下阈Sd，分别测定通过下阈Sd的积分计数率Rd、通过上阈Su的积分计数率Ru，计算得到上域Su以上的积分计数率Ru与下阈Sd以上的积分计数率Rd之比，即本底特征量Rref；在进行天然γ辐射测定时，不同的测量数据之间的差异仅仅是由天然辐射的脉冲分布特征决定，构成本底特征量Rref；（2）实际测定在测定环境中进行测定，在所得脉冲高度谱上，设置与步骤1相同的上阈Su和下阈Sd，分别测定通过上阈Su的积分计数率Ru和通过下阈Sd的积分计数率Rd，计算得到下阈Sd以上的积分计数率Rd与上阈Su以上的积分计数率Ru之比R；（3）比较若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源；若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref的差值大于事先设定的阈值，则测定环境中存在人工γ辐射源。

【技术特征摘要】
1.一种环境本底下弱γ放射源识别方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）测定本底特征量Rref预先测定出天然γ辐射本底，并在所得脉冲高度谱上设置上阈Su和下阈Sd，分别测定通过下阈Sd的积分计数率Rd、通过上阈Su的积分计数率Ru，计算得到上域Su以上的积分计数率Ru与下阈Sd以上的积分计数率Rd之比，即本底特征量Rref；在进行天然γ辐射测定时，不同的测量数据之间的差异仅仅是由天然辐射的脉冲分布特征决定，构成本底特征量Rref；（2）实际测定在测定环境中进行测定，在所得脉冲高度谱上，设置与步骤1相同的上阈Su和下阈Sd，分别测定通过上阈Su的积分计数率Ru和通过下阈Sd的积分计数率Rd，计算得到下阈Sd以上的积分计数率Rd与上阈Su以上的积分计数率Ru之比R；（3）比较若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref符合，或在误差范围内符合，即可认为无人工γ辐射源；若步骤2测定的R与步骤1测定的本底特征量Rref的差值大于事先设定的阈值，则测定环境中存在人工γ辐射源。2.根据权利要求1所述环境本底下弱γ放射源识别方法，其特征在于，所述步骤3中，阈值通过实验测定。3.根据权利要求1所述环境本底下弱γ放射源识别方法，其特征在于，所述步骤1中，本底特征量Rref在指定环境下几乎为一个常数。4.根据权利要求1~3任一项所述环境本底下弱γ放射源识别方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：文继，张宏俊，陈想林，莫钊洪，熊忠华，田青青，帅茂兵，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51