场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法及系统，其中，该方法包括以下步骤：分析场所伽玛剂量仪现场校准时引入环境散射的因素，构建现场校准的环境因素参数组；建立场所伽玛剂量仪现场校准的蒙特卡罗模型，分析不同环境因素对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律；筛选有效的环境散射贡献数据，采用交叉实验的方式，蒙特卡罗方法模拟得到大量样本数据；采用机器学习方法构建环境因素参数组和环境散射贡献之间的关系模型；通过关系模型，结合测量数据可实现对场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射的校正。该方法可快速校正场所伽玛射线剂量仪现场校准过程中环境散射对校准量值产生的影响，使校准结果准确可靠。

Environmental Scattering Correction Method and System for Field Calibration of Gamma Dosimeter

【技术实现步骤摘要】
场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法及系统
本专利技术涉及辐射防护
，特别涉及一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法及系统。
技术介绍
伽玛射线剂量(率)仪是为保障大型核设施、核装置、射线应用装置和设备的安全，核武器的使用安全以及涉核工作人员的安全与健康的一类监测预警仪器。主要通过监测核武器及核设施周围的伽玛射线剂量情况，进而判断核武器和核设施周围环境是否安全。由于其固定的安装方式以及探头和二次仪表分离式布置方式，使得其不能整体拆卸并送至电离辐射计量技术机构进行定期的校准，因而其性能得不到及时有效的保障，给辐射安全埋下隐患。相关技术中，该类仪表的质量保证方式通常采用便携式辐照装置到现场对其进行现场校准。便携式辐照装置在仪器校准现场产生的伽玛参考辐射，不符合JJG393-2003《辐射防护用X、辐射剂量当量(率)仪和监测仪检定规程》、国标GB/T12162.1-2000《用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射—辐射特性及产生方法》、GB/T12162.3-2004《用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射—场所剂量仪和个人剂量计的校准及其能量响应和角响应的测定》规定的检定条件和方法的要求。且现场的环境复杂多变，不同的环境因素产生的散射射线会对仪器的校准量值产生影响。因此，当现场应用条件不一致时，带来的直接后果就是现场复杂多变的环境因素导致的散射射线对量值确定的干扰无法确定。同时，量值的准确度和仪表性能的保证自然无从谈起，这是目前所有的现场检定方法没有解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法。该方法可以快速校正场所伽玛射线剂量仪现场校准过程中环境散射对校准量值产生的影响，使校准结果准确可靠。本专利技术的另一个目的在于提出一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正系统。为达到上述目的，本专利技术一方面提出了场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，包括以下步骤：S1，获取场所伽玛剂量仪现场校准的多个环境散射因素，并根据所述多个环境散射因素构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境参数组；S2，构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的蒙特卡罗模型，以得到不同环境因素对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律；S3，采用交叉实验的方式，筛选环境散射贡献的数据，并结合所述蒙特卡罗模型得到样本数据；S4，通过机器学习方法构建所述环境参数组和所述环境散射贡献间的关系模型，以获取环境散射对所述场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子，并根据所述贡献因子对所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射进行校正。本专利技术实施例的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，通过建立关系模型并结合测量数据实现对场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正，使得可以快速校正场所伽玛射线剂量仪现场校正过程中环境散射对校准量产生的影响，且校准结果准确可靠。另外，根据本专利技术上述实施例的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法还可以具有以下附加的技术特征：可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述多个环境散射因素的环境散射因素为天花板-探测器的距离、天花板的材料、地面-探测器的距离、地面材料、墙壁-探测器的距离、墙壁材料、探测器的半径、放射源种类、放射源强度、放射源-探测器的距离、障碍物形状、障碍物尺寸或障碍物-探测器的距离。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述天花板、所述地面和所述墙壁的材料均为混凝土、碳钢或铅皮中任意一种或多种组合的形式。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述天花板-探测器的距离取值范围为大于1m且小于3m，所述地面-探测器的距离取值范围为大于1m小于2.5m，所述墙壁-探测器的距离取值范围为大于1cm小于20cm，所述探测器的半径取值范围为大于2.5cm小于10cm，所述放射源-探测器的距离取值范围为大于50cm小于150cm，障碍物-探测器的距离取值范围为大于5cm小于30cm。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述障碍物形状为正方体或圆柱体时，且在所述障碍物形状为正方体时，所述障碍物形状的长×宽×高的取值范围分别为大于10cm小于50cm、大于10cm小于50cm、大于5cm小于15cm，当所述障碍物形状为圆柱体时，则底面半径与高的取值范围分别为大于2.5cm小于10cm、大于10cm小于30cm。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S2进一步包括：根据所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境物理模型和预设梯度确定所述多个环境散射因素的每个环境散射因素值；通过蒙特卡罗方法模拟不同取值的环境散射因素产生的所述环境散射对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律。其中，所述通过蒙特卡罗方法模拟不同取值的环境散射因素产生的所述环境散射对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律，进一步包括：依次在取值范围内改变所述环境散射因素值，以得到所述环境散射对现场校准量值的贡献因子随着环境因素的改变而变化的规律。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤S3中，所述筛选环境散射贡献的数据为环境因素产生的环境散射对现场校准量值贡献大于0.2％的数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S4进一步包括：获取所述场所伽玛剂量仪现场校准的所述环境参数组；将所述环境参数组代入所述关系模型，以得到环境散射对所述场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子；通过A＝A’/C对所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射进行校正，其中，A为经过环境散射校正后的场所伽玛剂量仪校准因子，A’为经过环境散射校正前的场所伽玛剂量仪校准因子，C为环境散射对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子。为达到上述目的，本专利技术另一方面提出了一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正系统，包括：构建模块，用于获取场所伽玛剂量仪现场校准的多个环境散射因素，并根据所述多个环境散射因素构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境参数组；分析模块，用于构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的蒙特卡罗模型，以得到不同环境因素对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律；筛选模块，用于采用交叉实验的方式，筛选环境散射贡献的数据，并结合所述蒙特卡罗模型得到样本数据；校正模块，用于通过机器学习方法构建所述环境参数组和所述环境散射贡献间的关系模型，以获取环境散射对所述场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子，并根据所述贡献因子对所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射进行校正。本专利技术实施例的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正系统，通过建立关系模型并结合测量数据实现对场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正，使得可以快速校正场所伽玛射线剂量仪现场校正过程中环境散射对校准量产生的影响，且校准结果准确可靠。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法流程图；图2为根据本专利技术实施例的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取场所伽玛剂量仪现场校准的多个环境散射因素，并根据所述多个环境散射因素构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境参数组；S2，构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的蒙特卡罗模型，以得到不同环境因素对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律；S3，采用交叉实验的方式，筛选环境散射贡献的数据，并结合所述蒙特卡罗模型得到样本数据；以及S4，通过机器学习方法构建所述环境参数组和所述环境散射贡献间的关系模型，以获取环境散射对所述场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子，并根据所述贡献因子对所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取场所伽玛剂量仪现场校准的多个环境散射因素，并根据所述多个环境散射因素构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境参数组；S2，构建所述场所伽玛剂量仪现场校准的蒙特卡罗模型，以得到不同环境因素对场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献规律；S3，采用交叉实验的方式，筛选环境散射贡献的数据，并结合所述蒙特卡罗模型得到样本数据；以及S4，通过机器学习方法构建所述环境参数组和所述环境散射贡献间的关系模型，以获取环境散射对所述场所伽玛剂量仪现场校准量值的贡献因子，并根据所述贡献因子对所述场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射进行校正。2.根据权利要求1所述的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，所述多个环境散射因素的环境散射因素为天花板-探测器的距离、天花板的材料、地面-探测器的距离、地面材料、墙壁-探测器的距离、墙壁材料、探测器的半径、放射源种类、放射源强度、放射源-探测器的距离、障碍物形状、障碍物尺寸或障碍物-探测器的距离。3.根据权利要求2所述的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，所述天花板、所述地面和所述墙壁的材料均为混凝土、碳钢或铅皮中任意一种或多种组合的形式。4.根据权利要求2所述的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，所述天花板-探测器的距离取值范围为大于1m且小于3m，所述地面-探测器的距离取值范围为大于1m小于2.5m，所述墙壁-探测器的距离取值范围为大于1cm小于20cm，所述探测器的半径取值范围为大于2.5cm小于10cm，所述放射源-探测器的距离取值范围为大于50cm小于150cm，障碍物-探测器的距离取值范围为大于5cm小于30cm。5.根据权利要求2所述的场所伽玛剂量仪现场校准的环境散射校正方法，其特征在于，所述障碍物形状为正方体或圆柱体时，且在所述障碍物形状为正方体时，所述障碍物形状的长×宽×高的取值范围分别为大于10cm小于50cm、大于10cm小于50cm、大于5cm小于15cm，当所述障碍物形状为圆柱体时，则底面半径与高的取值范围分别为大于2.5cm小于10cm、大于10cm小于30cm。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘易鑫，陈志强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11