快速NaI全身计数器γ谱分析软件的研究与实现

摘要

快速NaI全身计数器是核电站、反应堆和后处理厂等大型核设施进行裂变产物和活化产物等Y辐射体的内照射个人监测的重要设备。该内照射监测设备包括Y谱测量、Y谱分析和内照射剂量评价三个主要程序，要求该设备快速集成化，以保证在2至3分钟内监测一个工作人员。常用的商用软件难以改造为与测量和剂量估算上下相接的集成化系统，为此自行开发了快速NaI全身计数器Y谱分析软件。快速NaI全身计数器Y谱分析软件包括光滑、扣基底、寻峰、全能峰拟合和核素及其活度分析等几个程序。本文对NaI全身计数器Y谱分析软件所涉及的一些关键技术进行了较深入的研究，主要针对三个问题：一、连续基底扣除法的建立和改进；二、D函数寻峰法的建立及优化：三、改良型高斯拟合函数IGFF的建立。其具体包括： 1、研究了Y谱数据光滑所采用的重心法和多项式最小二乘拟合法，提出了N(N≥1，整数)道合并后再采用重心法(五点重心法)或多项式最小二乘拟合法光滑的方法，从而提高了运算速度及减少统计数据发生畸变的可能。 2、研究了连续基底扣除法的特点，结合计算机运算速度，并针对连续基底扣除法提出了改进的方法。 3、在D函数寻峰法的基础上做微分改进，从而使寻峰更为准确；结合实验和分析，给出了单能峰区域与FWHM(半高全宽)的关系。此外，还给出了解决重峰分析的方法。 4、研究分析了高斯函数拟合法，基于人体Y谱(NaI全身计数器Y谱)严重散射在低能产生的影响。本文建立了改进型高斯拟合函数(IGFF,ImprovedGaussian Fitting Function)，对NaI全身计数器Y谱进行拟合，IGFF采用了高斯函数+低能尾小高斯函数修正的方法，通过对不同源项的Y谱在不同能量的IGFF拟合结果对比分析，给出了影响IGFF方法拟合准确度的一些因素，并给出了与其他方法拟合效果AIFOM(Analytic Improved Figure-of-Merit)的对比分析。 5、本文给出了具有针对性的感兴趣核素库，其中包括重要的人体天然核素、常见的污染核素、以及行业内可能涉及的核素；并通过实验比较，给出了核素判断的标准和域值。 6、根据拟合后IGFF的拟合信息，结合核素库信息及判断标准，可分析出核素及其活度。 7、依据上述理论和方法，在Vb平台下编写了相应的快速Nal全身计数器Y谱分析软件-Spectrum Analysis on Whole Body Counter(SAWBC)。 8、通过SAWBC软件对部分NaI全身计数器Y谱的最终分析结果，考察了该款软件的综合性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 综述

1.1国际先进低能γ谱分析软件及分析方法的调研及国内同类软件的现状

1.1.1国际较为先进的γ谱分析软件的比对

1.1.2 γ谱分析软件所采用的方法及其实现

1.1.3目前国内同类软件的调研及我们实际工作的开展需求

1.2快速NaI全身计数器γ谱分析软件(SAWBC)开发的必要性

1.3快速NaI全身计数器γ谱分析软件中的关键技术

1.3.1峰形函数的选取

1.3.2连续基底扣除法及其改进

1.3.3 D函数寻峰及其改进

1.4本研究的主要内容和论文安排

第二章 NaI全身计数器γ谱的数据光滑

2.1谱的数据光滑简介

2.2 SAWBC软件中所采用的谱的预处理及数据光滑方法

2.2.1谱的预处理

2.2.2数据的光滑

第三章 连续基底扣除及其方法改进

3.1 NaI全身计数器γ谱的特点及本底处理方法

3.2连续基底扣除法

3.3连续基底扣除法的改进

第四章 寻峰的方法和峰位与峰区的预判断

4.1传统的寻峰法

4.2 SAWBC软件中采用的寻峰法

4.3峰位与峰区的预判断

第五章 函数拟合峰面积法及计算机实现

5.1应用计算机定量解析NaIγ谱的方法及函数拟合峰面积法的选取

5.2函数拟合峰面积法的具体实现

5.2.1判断峰位及判断是否为重峰

5.2.2函数拟合法的实现

第六章 快速NaI全身计数器γ谱峰形函数(IGFF函数)的探讨及建立

6.1 NaI探测器γ谱峰形函数的探讨

6.2 NaI探测器γ谱经验函数的建立

6.3快速NaI全身计数器γ谱峰形函数的建立(IGFF函数)

6.3.1不同源项的实验结果与分析

6.3.2快速NaI全身计数器γ谱峰形函数的建立(IGFF函数)

第七章 放射性核素及其活度的分析

7.1放射性核素数据库

7.2由IGFF的拟合结果确定γ谱中的峰位及峰面积

7.3通过峰位及峰面积确定放射性核素的种类及其活度

7.4核素及其活度的最终分析

第八章 快速NaI全身计数器γ谱分析软件(SAWBC)的编制及性能分析

8.1 SAWBC软件的编制

8.2影响SAWBC软件分析精度的因素及处理办法

8.3影响SAWBC软件运算速度的因素及SAWBC软件的速度优化

第九章 实验结果与结论

9.1采用IGFF对于NaI全身计数器γ谱全能峰的拟合结果及效果

9.1.1 IGFF对于NaI全身计数器γ谱全能峰的拟合结果及与其它方法的对比

9.1.2 IGFF对于NaI全身计数器γ谱全能峰的拟合优度AIFOM及其对比

9.2 SAWBC软件对于NaI全身计数器γ谱的分析过程、比对及结果

9.2.1 SAWBC软件对于NaI全身计数器γ谱分析过程

9.2.2 SAWBC软件与ORTEC软件对于已知活度源体模的分析比对

9.2.3 SAWBC软件对于一般的NaI全身计数器γ谱的分析结果(仅用于软件分析的结果显示)

9.3结论

参考文献

在学期间发表论文目录

致谢