CN101571596A - 测量脉冲型射线能谱的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了测量脉冲型射线能谱的系统及方法。该系统包括用于测量脉冲型射线散射谱的装置，包括散射体前准直器、散射体、包括谱仪探测器和用于记录来自谱仪探测器的信号的谱仪主机的能谱仪、谱仪探测器置于其内的开孔中的该谱仪屏蔽体、位于散射体和谱仪探测器之间的至少一个准直器，其中所述脉冲型射线经过散射体前准直器后到达散射体，一散射角处的散射线由所述至少一个准直器准直后进入谱仪探测器。该系统还包括能量响应矩阵计算器、散射概率矩阵计算器、原始谱计算器、输入装置、以及显示装置。采用本发明，能实现对电子直线加速器打靶输出的X射线能谱的测量。

Description

测量脉冲型射线能谱的系统及方法

技术领域

本发明涉及核辐射测量领域，特别是脉冲型X、γ射线的能谱测量系统及方法。

背景技术

电子直线加速器输出的X射线是脉冲形式的，在一个脉冲期间，大量的X射线发射出来；又由于X射线是由电子的韧致辐射形成的，其能量是连续的；而即使是单能的X射线，在谱仪上的能谱响应也是一个连续曲线的形式。所以采用能谱仪来测量电子直线加速器输出的X射线能谱，必须克服电子直线加速器输出的X射线的重叠影响和连续能谱的解谱的困难。

电子直线加速器输出的X射线的能谱是影响辐射防护技术和射线检查技术进一步发展的关键参数。因为，一方面射线检查技术希望通过能谱分析获得被检查物质的更多的信息；另一方面辐射防护技术的发展则需要根据射线的能谱实现辐射屏蔽的精确设计。

常规的能谱测量技术只能是对放射性同位素、带电粒子流、简单分立能谱的X射线或低能X光机系统输出的X射线进行能谱测量(图1示出了常规测量源发射的射线能谱的原理图)和解谱工作。这些测量或解谱技术要么是测量电子等带电粒子的能量，要么是测量能谱是分立的X(或γ)射线，或者测量能量低且粒子数通量密度低的X射线。这些测量中粒子事件重叠的影响可以忽略，且能谱探测时粒子将能量几乎都沉积在探测器中。

对于电子直线加速器输出的X射线，常规的能谱测量技术是不能解决能谱测量问题的。一方面，电子直线加速器输出的X射线单脉冲的持续时间在μs量级，且单脉冲期间X射线光子数极多，所以重叠事件不可避免。另一方面，一般地单位时间内的脉冲数在300以下，所以，本底计数的相对影响也大。还有，X射线的能量一般在MeV的量级，例如9MV的加速器输出的X射线能量达到9MeV，这种能量范围的X射线在谱仪中产生的响应都带有康普顿坪、逃逸峰等结构。加上X射线能谱的连续性，常规方法由直接测量给出X射线的能谱是不能实现的。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量电子直线加速器输出的X射线能谱的解决方案，该方案通过测量该X射线的散射能谱，并结合蒙特卡罗模拟解出原始X射线能谱。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于脉冲型射线的散射谱测量装置，该装置包括：散射体前准直器；散射体；能谱仪，其包括谱仪探测器和用于记录来自谱仪探测器的信号的谱仪主机；谱仪屏蔽体，谱仪探测器置于该谱仪屏蔽体内的开孔中；位于散射体和谱仪探测器之间的至少一个准直器，其中所述脉冲型射线经过散射体前准直器后到达散射体，一散射角处的散射线由所述至少一个准直器准直后进入谱仪探测器。

在本发明的第二方面，提供了一种使用上述散射谱测量装置测量脉冲型射线的散射谱的方法。

在本发明的第三方面，提供了一种使用上述散射谱测量装置获得脉冲型射线能谱的方法，包括如下步骤：

A、使用上述散射谱测量装置测量该脉冲型射线在至少一个散射角处的散射测量谱；

B、通过蒙特卡罗模拟获得能谱仪的能量响应矩阵；

C、通过蒙特卡罗模拟获得散射效率矩阵；以及

D、根据所测得的散射测量谱、所获得的能量响应矩阵和散射效率矩阵计算出所述脉冲型射线的能谱。

在本发明的第四方面，提供了一种测量脉冲型射线的能谱的系统，该系统包括：上述散射谱测量装置，用于测量该脉冲型射线的散射谱；能量响应矩阵计算器，用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置中的能谱仪的能量响应矩阵；散射概率矩阵计算器，用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置中的散射体的散射概率矩阵；输入装置，能量响应矩阵计算器和散射概率矩阵计算器通过该输入装置接收由用户输入的蒙特卡罗模拟参数值；原始谱计算器，其根据能量响应矩阵计算器所计算的能量响应矩阵、散射概率矩阵计算器计算的散射概率矩阵、以及散射谱测量装置所测量的散射测量谱矩阵，计算该脉冲型射线的能谱。

本发明由于采用了上述的技术方案，最终解出了原始X射线的能谱。从而实现了电子直线加速器输出的X射线能谱的测量。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为传统测量源发射的射线能谱的原理图

图2为本发明测量电子直线加速器输出的X射线能谱测量装置的结构示意图；

图3为本发明测量电子直线加速器输出的X射线能谱的示意性工作流程；

图4a为本发明建立能量响应矩阵P的蒙特卡罗模拟模型时获得的Cs137源条件下蒙特卡罗模拟曲线和实验曲线的对比图；

图4b为本发明建立能量响应矩阵P的蒙特卡罗模拟模型时获得的Co60源条件下蒙特卡罗模拟曲线和实验曲线的对比图；

图5为测量实验后解出的散射X射线能谱和原始X射线能谱的结果的一个例子。

图6示出根据本发明用于测量脉冲型X(或γ)射线能谱的系统的示意性功能框图。

具体实施方式

下面参考附图通过实施例对本发明进行进一步的详细描述。附图仅仅是示意性的，并不意图限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。

本发明基于以下思想：原始X射线的能谱可以由下方程(1)-(3)解出。

方程(1)

PF＝M    (1)

其中， $P=\left[\begin{array}{ccccc}{p}_{11}& ...& p_{1j}& ...& p_{1n}\\ .& & .& & .\\ .& ...& .& ...& .\\ .& & .& & .\\ p_{i1}& ...& p_{\mathrm{ij}}& ...& p_{\mathrm{in}}\\ .& & .& & .\\ .& ...& .& ...& .\\ .& & .& & .\\ p_{m1}& ...& p_{\mathrm{mj}}& ...& p_{\mathrm{mn}}\end{array}\right],$ $F=\left[\begin{array}{c}{F}_1\\ .\\ .\\ .\\ F_i\\ .\\ .\\ .\\ F_n\end{array}\right],$ $M=\left[\begin{array}{c}{M}_1\\ .\\ .\\ .\\ M_i\\ .\\ .\\ .\\ M_m\end{array}\right];$ 矩阵P是能谱仪(以下简称谱仪)的能量响应矩阵，其中元素p_ij是指一个射入谱仪的能量为E_j(j是将入射线能量离散化后对应的序号)的光子，在谱仪的第i(对应能量为E_i)能道上产生计数的概率，矩阵P可以通过蒙特卡罗模拟得到，这在下文中将进行详细描述；矩阵F中各元素是射入谱仪的X射线能谱的离散矩阵，这是需要由方程(1)求出的，在下文中将矩阵F称为散射光子能谱矩阵；矩阵M中元素M_i是谱仪测量得到的第i能道上的粒子计数，这是由使用图2所示的装置进行的X射线散射谱测量中获得的，在下文中将矩阵M称为散射测量谱矩阵，矩阵M的测量也将在下文中参考图3的步骤S180进行进一步的详细描述；对于矩阵行数和列数，一般地，m＝n。

方程(2)描述了表示散射前X射线的能谱(即，原始X射线能谱)的矩阵K。

K＝diag[F₁f(E₁)，…F_if(E_i)，…F_nf(E_n)]S    (2)

其中， $f\left(E_i\right)={[1-\frac{E_i}{0.511\mathrm{MeV}}(1-\cos \mathrm{\θ})]}^2,$ θ为散射角度，即图2中的θ角，E_i即谱仪的第i能道对应的能量；F_i是由(1)中解出的矩阵F中的各元素；diag[F₁f(E₁)，…F_if(E_i)，…F_nf(E_n)]是对角阵，对角阵的元素是F_if(E_i)(i＝1，…，n)；S是散射效率矩阵， $S=\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ .\\ .\\ .\\ s_j\\ .\\ .\\ .\\ s_n\end{array}\right],$ 即散射前能量为E_Kj的射线在散射体中散射后，能量成为E_j并射向谱仪的概率；在仅考虑一次康普顿散射的条件下，E_Kj与E_j存在以下关系

$E_{K_j}=\frac{E_j}{1-\frac{E_j}{0.511\mathrm{MeV}}(1-\cos \mathrm{\θ})}---\left(3\right)$

其中θ为散射角度，即图2中的θ角；矩阵 $K=\left[\begin{array}{c}{K}_1\\ .\\ .\\ .\\ K_j\\ .\\ .\\ .\\ K_m\end{array}\right]$ 即为所求的原始(散射前)X射线的能谱，需要注意的是，K中元素K_j对应的能量E_Kj由(3)式确定。

下面以测量电子直线加速器输出的X射线能谱为例进行说明。

首先设计和准备测量X射线散射测量谱(即，矩阵M)的装置。

图2为用于测量X射线散射谱的装置11。图2所示的测量装置11包括散射体前准直器2、散射体3、散射体后准直器4、谱仪前准直器5、谱仪屏蔽体6、包括X射线谱仪探测器7和谱仪主机8的X(或γ)射线能谱仪(以下简称谱仪)，其中，谱仪探测器7被置于谱仪屏蔽体6中开的孔内。电子直线加速器的X射线源1输出的X射线经过散射前准直器2在散射体3上发生康普顿散射后，某一角度的散射线穿过散射体后准直器4和谱仪前准直器5达到谱仪探测器7，在探测器7中产生的信号最后被谱仪主机8记录下来。散射体3优选是球形的，但这并不是限制性的，其也可以是平板状的。设置散射体后准直器4、谱仪前准直器5和谱仪屏蔽体6是为了降低谱仪上的本底计数。

在一个实施例中，X射线源1发出脉冲频率为250PPS的X射线9，X射线9脉冲宽度为约4μs；X射线9经过散射体前准直器2在散射体3上发生散射，形成散射X射线10，散射X射线10经过散射体后准直器4和谱仪前准直器5进入谱仪探测器7被探测，探测到的信号被谱仪主机8所记录。此实施例中，散射体前准直器2为铅材料，其厚度取为200mm，孔径为10mm；散射体3为石墨球，球直径为10mm；散射体后准直器4为铅材料，其厚度取为200mm，孔径为10mm；谱仪前准直器5也为铅材料，厚度为200mm，孔径Φ为10mm；谱仪屏蔽体6也是铅的，外尺寸为600mm×400mm×400mm；谱仪探测器7采用5英寸的NaI探测器，当然，其也可以为LaBr₃探测器。布置时，将散射体前准直器2布置在离源约1m的位置；散射体3离散射体前准直器2约500mm；散射体后准直器4离散射体约3m；谱仪探测器7离散射点约6m。测量实验时加速器为2.5MV的，其输出量为100mGy·m²/min。

以上各部件的尺寸、类型及其间的距离只是示例性的，并不意图限制本发明的范围。各部件可根据需要进行不同的设置，但至少应当使得本底计数远小于散射后进入谱仪探测器的光子计数，并且进入谱仪探测器的光子仅经过一次康普顿散射。

具体而言，可以考虑以下几点进行装置设计：

1.确定散射体前准直器的孔径时，应保证散射体上主束束斑的大小与谱仪前准直器的准直孔大小相当；

2.散射体的材料以选择原子序数低的材料(例如石墨)为宜，以便抑制电子对效应和光电效应的发生；

3.散射体厚度及形状的选择要保证二次康普顿散射的概率尽可能低，而一次散射的概率能达到1/10左右；

4.散射体后准直器和谱仪前准直器的孔径和厚度的选取，要使得经过准直孔进入谱仪探测器的光子数应该较穿透准直器材料进入谱仪探测器的粒子数有优势，比如，前者与后者的比值在10～100之间；

5.散射体与谱仪在测量系统中的布置位置、谱仪前准直器孔径大小，要保证单脉冲期间进入谱仪探测器的光子数不超过1个，这样能降低谱仪中粒子信号的重叠几率；

6.散射角度，即谱仪轴线与原始X射线束的夹角，应选择在0～90°之间，这样高能射线经散射后能量不至于太低，同时散射后射线的能量又不至于太高而超出谱仪能量测量的上限，建议选择在30°附近；

7.谱仪屏蔽体6的尺寸和材料应当使得其与谱仪前准直器相结合能将本底计数率降低到每秒20个以下，注意此处将非直接经过谱仪前准直器孔进入谱仪而被探测到的粒子数都计入本底计数。

虽然上面描述了在散射体3和谱仪探测器7之间设置散射体后准直器4和谱仪前准直器5，但是本发明并不限于此，散射体3和谱仪探测器7之间的准直器不限于两个，也可以是一个或者更多个，只要保证进入谱仪探测器7内的光子只经过一次康普顿散射，且经过准直孔进入谱仪探测器的光子数较穿透准直器材料进入谱仪探测器的粒子数有优势即可。

下面参考图3描述测量电子直线加速器输出的X射线能谱的示意性工作流程。

在上述图2中的装置设计和准备完成(图3中的步骤S100)后，需要进行谱仪的刻度(图3中的步骤S120)和矩阵P的蒙特卡罗模拟模型的建立(图3中的步骤S140)。谱仪的刻度是采用已知能量的源对谱仪进行能量的标定，标定实验中能获得谱仪测量的已知能量源的能谱曲线。

在建立矩阵P的蒙特卡罗模拟模型时，首先需要根据经验建立一蒙特卡罗模拟模型，其中将谱仪半高宽和电子学噪声的经验数据和规律设置在该模拟模型的参数和函数中，使用该模型模拟得到不同能量射线的模拟响应曲线。然后，需要对所述根据经验建立的蒙特卡罗模拟模型进行验证：取某一能量源发出的特定能量的射线，将模拟响应曲线与刻度实验中测量的曲线进行对比(图3中的步骤S160)，若有差距，则要调整所述模拟模型中的谱仪半高宽参数值或电子学噪声参数值(一般地，电子学噪声参数的影响很小)，直至二者相符，此后将半高宽参数值或电子学噪声参数值固定下来。换另一个发射特定能量的能量源，比较模拟结果和测量结果，若二者能很好地符合上，则表明所使用的蒙特卡罗模拟模型是合适的；如果二者不能很好地符合，则需要对所设计的模拟模型进行调整(调整仪半高宽数据、电子学噪声数据以及噪声变化的物理模型中的至少一个)，直至二者能够很好地符合。虽然描述了使用两个单能能量源进行上述蒙特卡罗模拟模型的验证，但是本发明不限于此，也可以使用一个或者更多个单能能量源进行上述验证。在模拟计算中如果谱仪半高宽数据取值合理，电子学噪声数据取值也合理，且噪声变化的物理模型正确，则模拟结果与实验结果是相符的。图4a示出了在Cs137源条件下，本发明验证蒙特卡罗模拟模型时获得的蒙特卡罗模拟曲线和实验曲线的对比图；图4b示出了在Co60源条件下，本发明验证蒙特卡罗模拟模型时获得的蒙特卡罗模拟曲线和实验曲线的对比图；从图4a和4b中可以看出，模拟结果和实验结果是相符的。

在得到了合适的矩阵P的蒙特卡罗模拟模型后，一方面可以使用图2所示的装置进行散射X射线的能谱测量(图3中的步骤S180)；另一方面，可以采用在上面与刻度实验相结合获得的蒙特卡罗模拟模型来模拟一系列单能X射线在谱仪上的响应，也就是获得谱仪的能量响应矩阵P(图3中的步骤S200)。能量响应矩阵P的元素p_ij是指一个入射能量为E_j的光子，在谱仪探测器的E_i能道上产生计数的概率。此外，也通过蒙特卡罗模拟获得一系列单能X射线在散射体上发生散射的概率，即散射效率矩阵S(图3中的步骤S240)。

图3中的步骤S180所进行的散射谱测量实验的步骤如下：

1.布置测量装置，将散射体前准直器2、散射体3、散射体后准直器4、谱仪前准直器5、谱仪探测器7等布置成与源处于同一水平面上；

2.进行对准调整，即将谱仪探测器7连同散射体后准直器4、谱仪前准直器5和谱仪屏蔽6置于某个散射角度上，如图2所示，并测量出此散射角度θ；

3.打开谱仪主机8，并开启电子直线加速器1，用示波器观察谱仪输出信号的重叠情况，如果有重叠发生，可以通过减小谱仪前准直器的孔径、增大谱仪探测器和散射体的距离或减小散射体沿射线方向尺寸，来减少单脉冲进入谱仪探测器的粒子数，直到无重叠发生为止；

4.停止电子直线加速器，用已知能量的源标定谱仪，对谱仪进行能量刻度，例如用Cs137源和Co60源标定谱仪；

5.采用与准直器5本体材料相同的材料将谱仪前准直器5的孔完全堵上，开启电子直线加速器1，用谱仪测量本底谱，记录下本底谱B；

6.再次开电子直线加速器，并将堵塞谱仪前准直器5的准直孔的材料取下，测量存在本底条件下加速器输出的X射线经散射后的散射谱D；

7.将6中得到的散射谱D减去5中得到的本底谱B即得到散射测量谱，即矩阵M＝D-B。

测量实验结束后，采用所测得的散射线能谱测量结果M以及上面通过蒙特卡罗模拟得到的响应矩阵P，由(1)式解出散射X射线(进入谱仪探测器的X射线)的能谱，即散射光子能谱矩阵F，如图5中散射谱线所示。注意，上述步骤中的前4项可以在步骤S100以及步骤S140中完成。

接着，利用上面解出的F以及通过蒙特卡罗模拟得到的散射概率矩阵S，由(2)解出原始X射线的能谱K，如图5中的原始X射线谱所示(对应于图3的步骤S260)。

本发明还提供了一种用于测量脉冲型X(或γ)射线能谱的系统10，图6示出该系统的一个示范性实施例的功能框图。该系统10包括如上所述的散射谱测量装置11、能量响应矩阵(P)计算器12、散射概率矩阵(S)计算器13、原始谱计算器14、输入装置15、以及显示装置16。

散射谱测量装置11用于测量所述脉冲型X(或γ)射线的散射谱，即上述的矩阵M。由于在上文中已经对散射谱测量装置11进行了详细描述，在此不再赘述。

能量响应矩阵(P)计算器12用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置11中的能谱仪的能量响应矩阵P。散射概率矩阵(S)计算器13用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置11中的散射体的散射概率矩阵S。能量响应矩阵计算器12和散射概率矩阵计算器13通过输入装置15接收由用户输入的蒙特卡罗模拟参数值。所述能量响应矩阵计算器12还包括比较器121和提示信息发生器122。比较器121用于将利用当前模拟参数值获得的两个单能能量源的能谱的模拟结果与测量结果相比较。在所述模拟结果和测量结果相一致时，能量响应矩阵计算器12利用当前模拟参数值计算能量响应矩阵P。当所述模拟结果和测量结果不一致时，所述提示信息发生器122产生在所述显示装置16上显示的提示信息，用于通知用户当前模拟参数值不合适，需要重新设定模拟参数值。原始谱计算器14利用能量响应矩阵计算器12所计算的能量响应矩阵、散射概率矩阵计算器13计算的散射概率矩阵、以及散射谱测量装置11所测量的散射测量谱矩阵，并基于上文中所述的方程式(1)-(3)计算原始能谱，即脉冲型X(或γ)射线的能谱。计算得到的脉冲型X(或γ)射线能谱显示在显示装置17上。

应当理解图6中所示的系统10仅仅是示例性的，其中的部件中的一个或多个可以集成在一起。例如，所述能量响应矩阵计算器12和散射概率矩阵计算器13可以作为计算机软件或固件集成在散射谱测量装置11的谱仪主机8中。

虽然在上文中以测量电子直线加速器输出的X射线能谱为例描述本发明的方法，但是对于本领域技术人员显而易见，本发明的测量射线能谱的方法还可以用于测量其它以脉冲形式发射的射线的能谱，例如脉冲型γ射线的能谱。

Claims (24)

1、一种用于脉冲型射线的散射谱测量装置，包括：

散射体前准直器(2)；

散射体(3)；

能谱仪，包括谱仪探测器(7)和用于记录来自谱仪探测器(7)的信号的谱仪主机(8)；

谱仪屏蔽体(6)，谱仪探测器(7)置于该谱仪屏蔽体(6)内的开孔中；

位于散射体(3)和谱仪探测器(7)之间的至少一个准直器，

其中所述脉冲型射线经过散射体前准直器(2)后到达散射体(3)，一散射角处的散射线由所述至少一个准直器准直后进入谱仪探测器(7)。

2、根据权利要求1的装置，其中所述脉冲型射线是由电子直线加速器输出的脉冲型X射线或脉冲型γ射线。

3、根据权利要求1所述的装置，其中选择散射体前准直器(2)的准直孔大小，使得散射体(3)上主束束斑的大小与谱仪前准直器(5)的准直孔大小相当。

4、根据权利要求1所述的装置，其中散射体(3)的材料是原子序数低的材料。

5、根据权利要求1所述的装置，其中选择散射体(3)的厚度及形状，使得二次康普顿散射的概率尽可能低，而一次散射的概率为1/10左右。

6、根据权利要求1的装置，其中选择谱仪屏蔽体6的尺寸和材料，使得其与所述至少一个准直器相结合能将本底计数率降低到每秒20个以下。

7、根据权利要求1的装置，其中所述散射体(3)是球形的。

8、根据权利要求7的装置，其中所述散射体(3)是石墨球。

9、根据权利要求1的装置，其中所述至少一个准直器是两个准直器，其中一个准直器是紧贴谱仪探测器(7)正前方设置的谱仪前准直器(5)，另一个准直器是置于谱仪前准直器(5)与散射体(3)之间的散射体后准直器(4)。

10、根据权利要求9所述的装置，其中选择散射体后准直器(4)和谱仪前准直器(5)的孔径和厚度，使得经过谱仪前准直器(5)的准直孔进入谱仪探测器(7)的光子数较穿透谱仪前准直器(5)的材料进入谱仪探测器(7)的光子数有优势。

11、根据权利要求10所述的装置，其中经过谱仪前准直器(5)的准直孔进入谱仪探测器(7)的光子数与穿透谱仪前准直器(5)的材料进入谱仪探测器(7)的光子数之比在10～100之间。

12、根据权利要求1的装置，其中所述散射角在0度到90度之间。

13、根据权利要求12的装置，其中所述散射角为30度。

14、一种使用权利要求1-13中任一项所述的散射谱测量装置测量脉冲型射线的散射谱的方法。

15、根据权利要求14的方法，其中当谱仪主机(8)所记录的来自谱仪探测器(7)的信号有重叠发生时，通过减小所述至少一个准直器的孔径、增大谱仪探测器(7)和散射体(3)的距离、或减小散射体(3)沿射线方向的尺寸，来减少单脉冲进入谱仪探测器(7)的粒子数，直到无重叠发生为止。

16、一种使用权利要求1-13中任一项所述的装置获得脉冲型射线能谱的方法，包括如下步骤：

A、使用权利要求1-13中任一项所述的散射谱测量装置测量该射线在至少一个散射角处的散射测量谱(M)；

B、通过蒙特卡罗模拟获得能谱仪的能量响应矩阵(P)；

C、通过蒙特卡罗模拟获得散射效率矩阵(S)；以及

D、根据所测得的散射测量谱以及所获得的能量响应矩阵(P)和散射效率矩阵(S)计算出所述射线的能谱(K)。

17、根据权利要求16的方法，其中所述脉冲型射线是由电子直线加速器输出的脉冲型X射线或者γ射线。

18、根据权利要求16的方法，其中还包括如下步骤：使用至少两个已知单能能量源对能谱仪进行定标，以获得该至少两个已知单能能量源的测量能谱曲线。

19、根据权利要求18的方法，其中步骤B包括如下步骤：根据经验建立模拟能量响应矩阵(P)的蒙特卡罗模型；利用该蒙特卡罗模型模拟至少两个已知单能能量源的模拟能谱曲线；调整所述蒙特卡罗模型，使得所述至少两个已知单能能量源的模拟能谱曲线与测量能谱曲线一致；利用所述蒙特卡罗模型模拟一系列单能射线在能谱仪上的响应，从而得到所述能量响应矩阵(P)。

20、根据权利要求19的方法，其中调整所述蒙特卡罗模型包括调整该模型中的谱仪半高宽参数值、电子学噪声参数值以及噪声变化模型中的至少一个。

21、一种测量脉冲型射线的能谱的系统，该系统包括：

根据权利要求1-13中任一项的散射谱测量装置(11)，用于测量该脉冲型射线的散射谱(M)；

能量响应矩阵(P)计算器(12)，用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置(11)中的能谱仪的能量响应矩阵(P)；

散射概率矩阵(S)计算器(13)，用于通过蒙特卡罗模拟计算所述散射谱测量装置(11)中的散射体的散射概率矩阵(S)；

输入装置(15)，能量响应矩阵计算器12和散射概率矩阵计算器13通过该输入装置15接收由用户输入的蒙特卡罗模拟参数值；

原始谱计算器(14)，其根据能量响应矩阵计算器(12)所计算的能量响应矩阵(P)、散射概率矩阵计算器(13)计算的散射概率矩阵(S)、以及散射谱测量装置(11)所测量的散射测量谱矩阵(M)，计算脉冲型射线的能谱。

22、根据权利要求21所述的系统，该系统还包括显示装置(16)，用于显示所计算的脉冲型射线的能谱。

23、根据权利要求21或22的系统，其中所述能量响应矩阵(P)计算器(12)还包括比较器(121)，其用于将利用当前模拟参数值获得的两个单能能量源的能谱的模拟结果与它们的测量结果相比较；在所述模拟结果和测量结果相一致时，该能量响应矩阵(P)计算器(12)利用当前模拟参数值计算能量响应矩阵(P)。

24、根据权利要求23的系统，其中所述能量响应矩阵(P)计算器(12)还包括提示信息发生器(122)，其用于在所述模拟结果和测量结果不一致时产生提示信息，通知用户当前模拟参数值不合适，需要重新设定模拟参数值。

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