CN104459758A - 用于射线探测谱仪的稳谱方法 - Google Patents

Abstract

一种用于射线探测谱仪的稳谱方法，包括如下步骤：(1)采集环境本底能谱；(2)将采集到的环境本底能谱与基准环境本底能谱进行比较；以及(3)如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值超过预定的阈值，对射线探测谱仪进行定标。该稳谱方法能够便捷地实现射线探测谱仪在线稳谱。

Description

用于射线探测谱仪的稳谱方法

本申请是申请号为201210265180.7、发明名称为“用于射线探测谱仪的稳谱方法”、申请日为2012年7月27日的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于射线探测谱仪的稳谱方法。

背景技术

射线探测谱仪一般由闪烁晶体、光电倍增管、电子学放大器以及多道脉冲分析器组成，用于探测各种射线并进行核素识别。它基本技术路线是：闪烁晶体吸收(或部分吸收)射线、发光并将光汇聚到光电倍增管中；光电倍增管对光进行光电转换、并线性倍增成电脉冲；电子学放大器对电脉冲进行成型放大等处理，并将处理后的电脉冲传送到多道谱仪；多道谱仪对该电脉冲进行分析并转换成数字信号。由于上述过程是一个线性放大和转换过程，因此可利用射线探测谱仪测定入射射线的能谱，进行核素识别等功能。

在闪烁晶体中，NaI闪烁晶体因其光产额高、探测效率高、能量分辨较好，是现在使用最广的闪烁晶体，因而由NaI闪烁晶体组成的NaI谱仪是放射性物质监测和核素识别、分析的重要工具。

但是，由于NaI谱仪中NaI闪烁晶体的发光效率、光传输效率，光电倍增管性能，放大器增益，高压的稳定性等随环境温度、湿度的变化影响较大，所以由NaI谱仪测量到的射线能谱会受这些环境因素的影响而不稳定，因此经常需要用标准的放射源对其进行重新定标。

现有技术是定时用外部标准放射源定标，或在晶体内参杂少量放射性核素进行定时定标；也有利用LED发光模拟射线在探测器中的过程来进行定时定标；此外还有一些现有技术采用自然本底谱中特征峰进行人工定时定标。但是这些对谱仪的定时重新定标技术都存在无法对能谱漂移进行在线监控和稳谱的缺点，而且由于重新定标经常涉及到使用标准的放射源，因此还存在需要对这些标准放射源进行严格管理的问题，以及经常需要中断测量过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于射线探测谱仪的稳谱方法，该稳谱方法能够便捷地实现射线探测谱仪在线稳谱。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于射线探测谱仪的稳谱方法，该方法包括如下步骤：(1)采集环境本底能谱；(2)将采集到的环境本底能谱与基准环境本底能谱进行比较；以及(3)如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值超过预定的阈值，对射线探测谱仪进行定标。

根据本发明的一方面，所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法还包括：(4)保存所采集到的环境本底能谱。

根据本发明的一方面，所述差值是特征峰的参数的差值。

根据本发明的一方面，所述差值是特征峰的峰位的差值。

根据本发明的一方面，根据特征峰的峰位对射线探测谱仪进行定标。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪开机后，立即采集环境本底能谱并作为基准环境本底能谱进行保存。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪开机后，立即执行步骤(1)和步骤(4)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，以预定的周期执行步骤(1)至(3)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，以预定的周期执行步骤(1)至(4)。

根据本发明的一方面，射线探测谱仪是NaI谱仪。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，自动以预定的周期执行步骤(1)至(3)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，自动以预定的周期执行步骤(1)至(4)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时以预定的周期执行步骤(1)至(3)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时以预定的周期执行步骤(1)至(4)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时和/或自动执行步骤(1)至(3)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时和/或自动执行步骤(1)至(4)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时和/或自动以预定的周期执行步骤(1)至(3)。

根据本发明的一方面，在射线探测谱仪正常操作期间，实时和/或自动以预定的周期执行步骤(1)至(4)。

申请人注意到：在一个相对固定的几何空间条件下，环境本底谱中的天然放射性元素的射线强度、能谱结构相对比较稳定；如果能排除人工放射性射线对该本底谱的干扰，则能通过在线监测该本底能谱中的特征能量峰位漂移情况，及时调整数控放大器增益，实现NaI谱仪在线稳谱。申请人利用环境本底谱相对稳定的特点而做出了本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种排除人工放射源对环境本底谱干扰的方法，所述方法包括步骤：在人工监督下或利用控制器自动监测，确保NaI谱仪周围无人工放射源存在的情况下进行设备预热；并使预热期间累积的环境本底能谱中特征峰面积和能量分辨率符合要求；预热期结束后，上位机将该环境本底能谱保存下来作为基准环境本底能谱，并将其特征峰参数(如峰位)作为初值记录下来，设备进入正常工作后，会连续采集环境谱数据并进行保存，对每一时刻采集到的数据与基准环境本底能谱数据进行比较分析，依据统计原理，一个相对固定的环境，本底能谱数据符合统计规律；如当前采集到的环境谱数据符合统计规律，则将其看作环境本底谱数据，并通过加权或先入先出等方式对前面保存的环境本底能谱数据进行更新处理。

当然，环境只是相对固定的，随着空间的变换或环境温度、湿度的变化，环境本底谱数据及设备性能均可能出现变化，因而在线所测的环境本底谱可能出现漂移；由于环境本底谱数据是在线更新的，上位机将对每一时刻的环境本底能谱进行特征峰分析，并与基准环境本底能谱数据进行比较，即可获知当前NaI谱仪的峰飘情况。

根据本发明，当上位机在线发现NaI谱仪所测量的环境本底谱的特征峰峰飘超过一定限度时，自动调节数控放大器单元，使探测到的信号在放大时得到及时修正，从而实现NaI谱仪在线稳谱。

根据本发明的NaI谱仪在线稳谱技术及NaI谱仪能够在线修正因各种原因引起的能谱飘移，因此可以实现对NaI谱仪峰漂的实时监控和修正，以便该谱仪可以在一个长期无人操控或条件较差的环境下正常工作，无需定时进行人工重新定标。此外，由于根据本发明的NaI谱仪在线稳谱技术及NaI谱仪在峰漂修正过程中并没有涉及使用标准放射源，因此减少了因放射源管理不便引起的困难。

附图说明

图1是根据本发明的射线探测谱仪的示意框图。

图2是根据本发明的用于射线探测谱仪的稳谱方法的示意流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，根据本发明的射线探测谱仪可以是NaI谱仪。该射线探测谱仪包括NaI闪烁晶体1、光电倍增管2、数控放大器单元3和谱仪上位机4。多道谱仪上位机4用于环境本底能谱数据的采集和更新，以及环境本底能谱特征峰参数初值的记录；分析比较当前环境本底能谱特征峰参数与初值的差异并根据差异量的大小指导数控放大器单元3调整其增益。NaI闪烁晶体1吸收(或部分吸收)射线R、发光并将光汇聚到光电倍增管2中；光电倍增管2对光进行光电转换、并线性倍增成电脉冲；放大器3对电脉冲进行成型放大等处理，并将处理后的电脉冲传送到多道谱仪上位机4；多道谱仪上位机4对该电脉冲进行分析并转换成数字信号。

下面结合图2描述根据本发明的用于射线探测谱仪的稳谱方法的步骤。

步骤1：采集环境本底能谱。例如，可以在射线探测谱仪的操作期间以一定的周期采集环境本底能谱，获得环境本底能谱的参数，例如，特征峰的诸如峰位的参数，特征峰可以是一个、两个、三个或更多个特征峰。此外，也可以在射线探测谱仪开机后，立即采集环境本底能谱。

步骤2：将采集到的环境本底能谱与基准环境本底能谱进行比较，基准环境本底能谱可以是在射线探测谱仪初次开机后，立即采集环境本底能谱并将该环境本底能谱作为基准环境本底能谱进行保存。此外，基准环境本底能谱也可以是采用其它仪器获得的环境本底能谱。

步骤3：判断所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值是否超过预定的阈值，例如所述差值可以是诸如一个或多个特征峰的峰位差值或特征峰的参数差值。

步骤4：如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值超过预定的阈值，对射线探测谱仪进行定标。例如，通过调整数控放大器单元3的增益，对射线探测谱仪进行定标。作为选择，如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值超过预定的阈值，对射线探测谱仪进行定标并且保存采集到的环境本底能谱。

步骤5：如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值不超过预定的阈值，保存采集到的环境本底能谱。例如，通过加权或先入先出等方式对已经保存的环境本底能谱数据进行更新。

根据本发明，射线探测谱仪可以实时和/或自动执行上述方法步骤。在射线探测谱仪正常操作期间，以预定的周期执行上述方法步骤或者随机地执行上述方法步骤。

本发明可用于放射性物质射线探测和核素识别方面的设备和方法，尤其可用于利用多道谱仪、特别是NaI谱仪的峰飘进行在线稳定的方法，以及采用该方法的多道谱仪。利用环境中天然放射性核素的特征能量峰，进行在线跟踪；通过在线检测一个或几个这些特征能量峰位，结合谱仪数控放大增益电路，从而实现NaI谱仪在线稳谱技术。

本发明适用于利用闪烁体探测器探测放射性物质射线的剂量、计数率、核素识别的各种仪器。

Claims (8)

1.一种用于射线探测谱仪的稳谱方法，包括如下步骤：

(1)采集环境本底能谱；

(2)将采集到的环境本底能谱与基准环境本底能谱进行比较；以及

(3)如果所采集的环境本底能谱与基准环境本底能谱的差值超过预定的阈值，对射线探测谱仪进行定标，

其中步骤(1)包括：在确保射线探测谱仪周围无放射源存在的情况下进行射线探测谱仪的预热，在预热期间采集环境本底能谱，并将该环境本底能谱保存下来作为基准环境本底能谱。

2.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

所述差值是特征峰的参数的差值。

3.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

所述差值是特征峰的峰位的差值。

4.根据权利要求3所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

根据特征峰的峰位对射线探测谱仪进行定标。

5.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

在射线探测谱仪正常操作期间，以预定的周期执行步骤(1)至(3)，并对所述基准环境本底能谱进行更新。

6.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

射线探测谱仪是NaI谱仪。

7.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

在射线探测谱仪正常操作期间，自动以预定的周期执行步骤(1)至(3)，并对所述基准环境本底能谱进行更新。

8.根据权利要求1所述的用于射线探测谱仪的稳谱方法，其中：

在射线探测谱仪正常操作期间，实时以预定的周期执行步骤(1)至(3)，并对所述基准环境本底能谱进行更新。