CN106662659A - 防护效率补偿系统 - Google Patents
防护效率补偿系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106662659A CN106662659A CN201580020383.1A CN201580020383A CN106662659A CN 106662659 A CN106662659 A CN 106662659A CN 201580020383 A CN201580020383 A CN 201580020383A CN 106662659 A CN106662659 A CN 106662659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- protection
- event
- counting
- radiation detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 44
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005567 liquid scintillation counting Methods 0.000 abstract description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 101100365087 Arabidopsis thaliana SCRA gene Proteins 0.000 description 1
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
- G01T1/2026—Well-type detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/204—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a liquid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/208—Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
液体闪烁计数系统采用防护检测器效率补偿系统来调节样本事件计数以补偿可能没有检测到所有宇宙和环境伽玛反向背景噪声事件的非理想防护。系统和方法确定由防护检测器子系统和样本检测器子系统在一个或多个能量区中一致检测到的事件的计数以及针对相应能量区由样本检测器子系统检测到并且没有由防护检测器子系统一致检测到的事件的计数。使用例如经淬火或未经淬火的样本,系统和方法基于一致和非一致事件的计数以及与相应能量区相关联的防护效率值来计算针对相应能量区的校正值。系统然后将所计算的校正值应用到针对相应能量区的计数,以产生经校正的样本事件计数。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求由Richard R. Harazin于2014年4月18日提交的题为“GUARD EFFICIENCYCOMPENSATION SYSTEM”并且通过引用并入于此的美国临时专利申请序列号61/981,266的权益。
技术领域
本发明涉及液体闪烁计数系统,并且更具体地涉及用于闪烁计数系统的防护效率补偿系统和方法。
背景技术
液体闪烁计数系统被利用来对所测试的样本中的辐射事件进行计数。这样的系统通常利用铅屏蔽物(shield)以遮挡或抑制来自环境的背景辐射,其可能引起要在对样本中的事件进行计数时包括的不想要的噪声事件。典型地,铅屏蔽物在其中宇宙射线通量最强的液体闪烁计数系统的顶部处最厚。然而,当添加更多的铅时,总体系统变得沉重且笨重。除铅屏蔽物之外,可以利用防护子系统来检测和计及未被屏蔽物所抑制的背景辐射。由样本计数系统和防护子系统一致检测的辐射事件被归类为不应当包括在样本中的事件的计数中的背景辐射。然而,由于防护子系统的非理想性能,并非所有背景噪声事件被一致检测到,并且因而不想要的背景噪声事件仍旧可能无意中被包括在样本中的事件的计数中。
附图说明
通过参照以下结合随附图的描述,可以更好理解本文的实施例的优势,其中相同参考标号指示等同地或者功能上类似的元件,其中:
图1是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁检测系统的示意性框图;
图2是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁计数的电子架构的示意性框图;
图3是详述了用于计算与防护效率补偿系统相关联的防护效率的规程的步骤的流程图;以及
图4是详述了用于计算与防护检测器子系统相关联的校正值以及防护检测器子系统相关联的防护效率的规程的步骤的流程图;
图5是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁检测系统的示意性框图;
图6是详述了用于变换与液体闪烁检测系统相关联的外部宇宙和伽玛(gamma)谱的规程的步骤的流程图;以及
图7是图示了针对经淬火和未经淬火的样本的不同能量水平下的不同防护效率值的表格。
具体实施方式
用于检测辐射的系统和方法采用基于一个或多个预确定的防护效率值的防护检测器补偿,其可以利用经淬火或未经淬火的标准样本被确定,以调节样本事件计数来补偿可能没有检测到所有背景噪声事件的非理想防护。系统和方法确定通过防护检测器子系统和样本检测器子系统在一个或多个能量区中一致检测到的事件的计数以及针对相应的能量区通过样本检测器子系统检测到并且没有通过防护检测器子系统一致检测到的事件的计数。系统和方法基于一致和非一致事件的计数以及与相应能量区相关联的防护效率值来计算针对相应能量区的校正值。系统然后将所计算的校正值应用到针对相应能量区的样本计数,以产生经校正的样本事件计数。
使用防护效率补偿系统,系统通过补偿非理想防护性能而改进了样本事件计数的准确度。此外,防护检测器补偿的使用允许系统在以下环境中高效地操作:在该环境中样本在评估期间较少被环境隔离并且因而更易于受不想要的背景噪声的影响。例如,使用防护检测器补偿的液体闪烁检测系统可以被相对薄的铅壁所围绕,而不会不利地影响感兴趣的样本事件的计数。因而,系统尺寸和重量可以显著地减小。
图1是可以有利地供本文描述的实施例使用的液体闪烁检测系统100的示意性框图。液体闪烁检测系统100配置为检测样本105中的放射性发射(例如,事件)。样本检测器子系统135包括样本光电倍增管(PMT)120和样本计数腔室112。将样本105放置在小瓶(vial)110中并且然后放置到样本检测器子系统135的样本计数腔室112中,其中还将闪烁液体添加到小瓶110以将样本的辐射变换成由样本PMT 120检测的光脉冲。样本PMT 120同时地操作,并且分析组合信号以对样本105中的事件进行计数。
为了减少影响样本105中的事件的计数的不想要的宇宙和环境背景辐射(例如,BKG噪声事件),利用铅屏蔽物122。此外,利用包括防护PMT 130和液体闪烁物115的防护检测器子系统125,以检测不想要的宇宙和环境背景辐射。在样本PMT 120和防护PMT 130处一致检测到的事件被归类为不应当被包括在样本105中的事件的计数中的BKG噪声事件。然而,防护检测器子系统125是非理想的,并且不会检测到所有BKG噪声事件,并且因而没有被一致检测到的不想要的BKG噪声事件仍旧可能无意中被包括在样本105中的事件的计数中。如由本领域技术人员所已知的,这可能发生,因为当宇宙/伽玛射线被防护检测器错失并且撞击样本时,射线可能在它们行进通过样本介质时引起康普顿反向散射事件。
此外,可以向标准样本105添加淬火剂,诸如无机酸、有机酸和萃取闪烁物。如由本领域技术人员所已知的,经淬火的样本相比于未经淬火的样本而言产生康普顿反向散射的不同测量能量分布。有利地,并且通过利用经淬火的样本,将来自标准样本105中的康普顿反向散射的光输出结束。相比于使用未经淬火的样本而言,使用经淬火的样本使防护看起来其在较低能量区中具有较低宇宙/伽玛射线检测效率以及在较高能量区中具有较高效率。该效果因为下述情况而发生:当标准样本中的淬火可以将康普顿反向散射事件的测量能量偏移至较低能量区时,如由防护检测器子系统125所测量的宇宙/伽玛事件的能量保持近似相同,而不管标准样本是经淬火还是未经淬火的。
图2是可以有利地供本文描述的实施例利用的液体闪烁计数的电子架构200的示意性框图。电子架构200包括多个多通道分析器(MCA)205、一个或多个处理器210、存储器215、一个或多个适配器220、输入设备225和显示器230,其通过系统总线240互连。如由本领域技术人员所已知的,每一个MCA 105提供表示不同能量区的通道的集合。例如,每一个能量区可以由MCA的100个通道的块表示(例如,能量区0由MCA的通道1到100表示,能量区1由MCA的通道101到200表示等等)。
在实施例中,存储器215包括由MCA 205、处理器210和适配器220可寻址的存储器位置以用于存储与本文讨论的实施例相关联的软件程序和/或过程和数据结构。处理器210和适配器220可以进而包括处理元件和/或逻辑电路,其配置为执行软件程序/过程,诸如计算与本文描述的实施例相关联的值。对本领域技术人员将显而易见的是,可以使用包括各种计算机可读介质的其它处理和存储器构件,以用于存储和执行关于本文描述的实施例的程序指令。还确切地设想到,本文描述的各种软件程序、处理器和层可以被体现为配置成依照本公开内容,例如根据软件程序、过程或层的功能性进行操作的模块。
输入设备225包括接收输入命令(例如,来自用户)所需要的机械、电气和信令电路,其进而使其它组件(MCA 205、处理器210、存储器215、适配器220和显示器230)实施特定功能。例如,输入设备可以是键盘或“触摸屏”。另外,显示器230包括向利用防护补偿系统200的用户显示数据和信息所需要的机械、电气和信令电路。例如,显示器230可以是液晶显示(LCD)屏。
适配器220包括将电子架构200连接到液体闪烁检测系统100(图1)所需要的机械、电气和信令电路。例如,适配器220可以是电子子系统,其由下述各项组成:检测来自PMT的事件触发信号的比较器;处理来自PMT、数字状态机和定时元件的能量信号的模拟滤波器;以及将能量信息转换成可以由MCA使用以存储事件的数字格式的模拟到数字转换器。
图3是详述了用于计算与防护检测器子系统125相关联的防护效率的规程300的步骤的流程图。规程在步骤305处开始并且继续到步骤310,其中具有已知性质的(例如,经淬火或未经淬火)标准样本被用作样本105,放置在小瓶110中,并且放置到样本计数腔室112中。
淬火剂可以被添加到标准样本。标准样本的淬火水平可以基于其计数要针对一个或多个能量区进行校正的未知样本(例如,客户样本)的淬火水平进行选择。例如,并且基于客户样本的淬火水平,用户可以连续地将淬火剂添加到用于计算防护效率值的标准样本,直到标准样本中的淬火水平近似匹配客户样本中的淬火水平。标准样本的淬火水平可以处于客户样本的淬火水平的阈值量内以确定淬火水平近似匹配。具体地,tSIE(外部标准的经变换的谱指数)是指示在Tri-Carb LSA中使用的参数的淬火。具有500的tSIE的标准样本将是针对具有从450到550的tSIE(即,+/-50 tSIE单位)的未知样本的近似匹配。在防护效率值的计算期间所使用的标准样本的淬火水平与未知样本的淬火水平的近似匹配提供了在BKG减少方面的明显改进并且因而可以观察到改进的品质因数(效率2/背景)。
更具体地,如本领域技术人员所已知,将淬火剂添加到标准样本防止了一些光到达检测器。淬火是作为液体闪烁溶液(即,样本)中的能量损失的结果而在系统效率中的减少。因为淬火,所以从放射性核事件所检测的能量谱看起来朝向较低能量偏移。此外,并且由于该偏移,在较低能量水平处,当与未经淬火的样本相比时,具有淬火剂的样本将具有康普顿反向散射的较高计数,而在较高能量水平处,当与未经淬火的样本比较时,具有淬火剂的样本将具有康普顿反向散射的较低计数,如在图7中所图示。如在图7中描绘的,相比于未经淬火的样本105的使用而言,经淬火的样本105的使用使得防护看起来其在较低能量区中具有较低的宇宙/伽玛射线检测效率,并且在较高能量区中具有较高的效率。要指出,图7中的值简单地用于说明性目的,并且其它值可以与用于经淬火和未经淬火的样本的能量值相关联。
另外,如本领域技术人员所已知的,标准样本展现出低的每分钟计数(CPM)和每分钟蜕变(dpm)值(即,背景标准)。在步骤315处,在输入设备225上接收输入以控制MCA 205并且选择能量区。例如,用户可以在输入设备225上录入值“1”,从而指示用户正在选择10个可用能量区中的能量区1。在一个或多个可替换实施例中,可以利用宽能量伽玛发射器(例如,152Eu)来在外部辐照液体闪烁计数系统100以便在数目上比防护检测器子系统125将不会以其它方式检测到的其它类型的BKG噪声事件的效果大得多。
在步骤320处,同时确定一致和非一致事件的计数。特别地,一致事件是在样本计数PMT 120和防护PMT 130二者处针对所选能量区一致检测到的事件。非一致事件是针对所选能量区在样本计数PMT 120处检测到但是没有在防护PMT 130处检测到的那些事件。要指出,处理器210确定一致和非一致事件的计数,或者分离的计数电子设备确定一致事件的计数。在步骤325处,并且基于一致和非一致事件的计数,计算针对所选能量区的防护检测器子系统125的效率。特别地,处理器210执行以下计算以计算针对所选能量区的防护检测器子系统125的效率(GER):
其中SP12R是一致事件的计数,并且SP11R是针对能量区R的非一致事件计数的计数。要指出,计数SP12R和SP11R来自存储在MCA中的事件,其中事件的能量通过样本计数PMT来确定。还要指出,防护子系统的效率然后针对每一个其它能量区而被确定。在步骤330处,规程结束。
要指出,当使用来自电子架构200的防护补偿对未知样本进行计数和校正时,例如在存储器215中保存在计算防护效率时获取的数据以用于后续使用。另外要指出,一旦已经计算针对感兴趣区的防护效率,就可以移除任何外部伽玛发射器并且系统准备好使用防护补偿校正未知样本。
图4是详述了用于计算与防护检测器子系统125相关联的校正值以及防护检测器子系统125相关联的防护效率的规程400的步骤的流程图。规程在步骤405处开始并且继续到步骤410,其中未知样本被用作样本105,放置在小瓶110中,并且放置到样本计数腔室112中。要指出,未知样本可以具有相关联的淬火水平,其例如近似匹配用于确定防护效率值的标准样本的淬火水平。也就是说,基于未知样本的所计算的淬火水平,可以利用防护效率值,用具有下述淬火水平的样本来计算该防护效率值:该淬火水平近似匹配未知样本的淬火水平。在步骤415处,同时确定针对所选能量区的一致和非一致事件的计数。例如,可以确定一致事件的计数是1381并且非一致事件的计数是265。在步骤420处,计算经补偿的防护计数(例如,应当已经由防护检测器子系统一致检测的BKG噪声事件的实际数目)。具体地,处理器210执行以下计算来计算针对所选能量区的经补偿的防护计数(CGCR):
其中SP12R等于来自未知样本的计数,由样本计数PMT和防护PMT二者一致检测到该计数。因而,对于说明性示例,如果针对感兴趣区的防护效率是92%,则针对能量区1的经补偿的防护计数(CGC1)是1501.09(1381/.92),从而指示1501.09个事件是应当已经由样本PMT120和防护PMT 130二者计数的BKG噪声事件的实际数目。再次要指出,可以以上面描述的方式,利用具有下述淬火水平的标准样本计算针对该区的防护效率:该淬火水平近似匹配未知样本的淬火水平。
在步骤425处,计算防护检测器子系统125错失的事件(其应当已经由样本PMT 120和防护PMT 130一致检测)的计数。具体地,处理器210执行以下计算来计算防护检测器子系统错失(但是实际上由背景辐射所引起)的事件的计数(GCMR):
因而,对于说明性示例,防护检测器子系统125针对能量区1所错失的事件的数目是120.09(1501.09-1381)。
在步骤430处,错失事件的计数(即,重新获得的防护计数)用于生成被应用到正常样本PMT计数数据的背景减少因子(BRFR)。使用背景减少因子而不是从样本计数数据减去错失事件,使得生成负CPM值是不太可能的,并且维持谱形状。背景减少因子典型地在软件中被限制为从.05到1.0以便防止样本(贝塔(beta))谱计数的欠校正或过校正。具体地,处理器210执行以下计算来计算针对特定区的背景减少因子(BRFR):
。
因而,对于说明性示例,针对能量区1的背景减少因子(BRF1)是0.55(1-[120.09/265])。在步骤435处,利用背景减少因子(BRFR)来计算经校正的非一致事件的计数(经校正的SP111),从而指示不正确地包括在样本中的事件的计数中的BKG噪声事件的数目。具体地,处理器210执行以下计算来计算经校正的非一致事件的计数(经校正的SP111):
经校正的
因而,在该示例中,经校正的SP111是(265*.55),从而指示非一致事件的实际数目对于能量区1是146,以计及防护检测器子系统125的非理想特性。在实践中,针对每一个能量区的背景减少因子被直接地应用于特定能量区的每一个通道中的计数以便更好地维持谱形状。
要指出,所计算的值可以被显示在显示器230上。在步骤440处,存储所计算的值(例如,GER、CGCR、GCMR和BRFR、以及经校正的SP111)。具体地,所计算的值被存储在存储器215中。要指出,以与上文所述的类似方式,可以在输入设备225上(例如,由用户)接收输入来更改MCA 205的控制以选择一个或多个不同的能量区来计算与用于这样的区的防护检测器子系统125相关联的值。具体地,在实施例中,可以针对10个对数间隔的能量区计算值。在步骤445处,规程结束。
要指出,可以调节防护补偿校正的强度以计及不同的样本组成和小瓶类型。具体地,输入设备225可以接收与样本组成和小瓶类型相关联的一个或多个输入值。处理器210可以利用输入值以添加/减去针对所存储的计数数据的一个或多个标准偏差,这改变所测量的(实际)防护效率。要指出,增加防护效率降低了由随后的校正因子计算所应用的校正的量,并且降低防护效率增加了由随后的校正因子计算所应用的校正的量。当调节防护补偿校正强度时,修改在用于生成防护效率的制造中取得的原始存储数据相对于修改来自未知样本的用户的计数数据是优选的。这是因为计数时间以及因此原始存储数据的统计在制造过程中被很好地控制。数学上,防护效率强度方程为:
其中:
GERS=针对能量区R的增强/弱化的防护效率;
强度(Strength)=防护补偿校正强度因子——可以为正或负(例如,-10到+10);
SP12RS=在减去/添加SP12R的标准偏差的“强度”数目之后区R中的与防护一致的样本PMT计数(SP12n)的总和;
SP11RS=在添加/减去SP11R的标准偏差的“强度”数目之后区R中的与防护非一致的样本PMT计数(SP11n)的总和(“规则”样本计数)。
要指出,从当在宽能量伽玛发射器(例如,152Eu)在外部辐照液体闪烁计数系统100时对背景标准计数时所生成的之前存储的数据取得计数SP11R和SP12R。还要指出,计数的方根等于计数的一个标准偏差。另外,然后可以使用GERS值以替代图4的流程图中的GER。
图5是可以有利地供本文描述的实施例使用的可替换液体闪烁检测系统500的示意性框图。液体闪烁检测系统500配置为检测样本505中的放射性发射(例如,事件)。具有用于样本小瓶的内置孔的晶体闪烁物防护502安装在计数腔室中,使得其与样本/防护PMT520紧密接触。将样本放置在小瓶510中,小瓶510被放置在样本计数腔室512中以及晶体闪烁物防护502内,其中辐射由样本/防护PMT 520检测为光。再次,可以将淬火剂添加到样本以确定与晶体闪烁物防护502相关联的防护效率值。可以基于标准样本的淬火水平来选择样本的淬火水平,要针对一个或多个能量区校正该标准样本的计数。例如,并且基于客户样本的淬火水平,用户可以连续地向用于计算防护效率值的样本添加淬火剂,直到样本中的淬火水平近似匹配客户样本中的淬火水平。晶体闪烁物防护502与样本/防护PMT 520紧密接近以用于检测如由本领域技术人员所已知的宇宙和环境背景噪声事件。
晶体闪烁物防护502是非理想的,并且不会检测到所有背景噪声事件。具体地,并且如由本领域技术人员所已知的,背景噪声事件是与外部宇宙和伽玛谱事件一致的贝塔谱事件,其还已知为SP12谱。然而,在该特定实施例中,由晶体闪烁物防护502生成的伽玛谱没有与由外部宇宙和伽玛辐射引起的样本(贝塔)谱中的背景计数很好地相关。照此,电子架构500可以确切地将伽玛谱变换成遵循康普顿反向散射轮廓的谱,康普顿反向散射轮廓近似于如在之前描述的第一液体闪烁检测器系统100中观察到的SP12谱。具体地,变换有效地将伽玛MCA的每一个通道中的计数改变成开始于能量通道处并且结束于0 keV处的矩形。每一个矩形的面积等于通道中的计数的数目。然后将矩形加和到经变换的谱中。经变换的谱中的计数的数目等于原始伽玛谱的计数的数目,仅分布已经改变成更好地近似于“与伽玛一致的贝塔”谱的分布。经变换的伽玛谱可以用于具有晶体的液体闪烁计数系统上的SP12数据。
图6是详述了用于变换与液体闪烁检测系统500相关联的外部宇宙和伽玛谱的规程600的步骤的流程图。规程开始于步骤605处并且继续到步骤610,其中外部宇宙和伽玛谱在数学上变换成遵循近似于SP12谱的康普顿反向散射轮廓的谱。在步骤615处,规程结束。然后使用该经变换的谱以替代流程图300和400中的SP12谱及其相关联的方法和方程。
使用本文描述的系统,样本事件计数的准确度可以被显著地改进而没有增加屏蔽或者甚至具有减少屏蔽。此外,在样本在评估期间较少被环境隔离并且因而更易受不想要的背景噪声的影响的环境中,系统允许高效的操作。例如,可以建立液体闪烁检测系统,其被相对薄的铅壁所围绕,而没有不利地影响感兴趣的样本事件的计数。因而,可以显著地减小系统尺寸和重量。另外,并且如本领域技术人员所已知的,液体闪烁计数系统的性能可以基于其计数灵敏度来测量,该灵敏度被表达为E2/B(其中E是计数效率并且B是反向散射计数率)。测试已经示出利用本文描述的实施例,液体闪烁计数系统100的灵敏度可以增加到原来的600%。
前面的描述已经针对具体实施例。然而,将显而易见的是,可以对所描述的实施例做出其它变形和修改,而保持其优点中的一些或所有。确切地设想到,可以以可替换的次序实现本文描述的规程、过程和方法。另外,尽管单个设备被描述为执行如在图3-6中描述的步骤,但是确切地设想到,可以利用多个设备来计算以上各值。此外,可以利用具有不同淬火水平的不同样本以确定针对不同能量区的一个或多个防护效率值。例如,可以利用具有第一淬火水平的样本来计算针对不同能量水平的防护效率值,并且可以利用具有第二不同淬火水平的第二样本来计算针对不同能量水平的防护效率值。在此之后,并且当计算针对未知样本的校正值时,所利用的防护效率值可以基于与未知样本的淬火水平最紧密地近似的标准样本(用于计算防护效率值)的淬火水平来选择。因而,该描述仅被视为示例并且不以其它方式限制本发明的范围。因此,随附权利要求的目的是涵盖如落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的变形和修改。
Claims (24)
1.一种辐射检测系统,包括:
配置为检测样本事件的闪烁物;
配置为检测有效防护事件的防护检测器子系统;
一个或多个处理器,适配成:
对在一个或多个能量区中一致检测到的样本和有效防护事件以及在没有一致地检测到有效防护事件时检测到的样本事件进行计数;以及
针对每一个能量区
基于一致事件的计数和与能量区相关联的预确定的防护效率值来计算补偿防护计数,
计算基于补偿防护计数以及一致和非一致事件的计数的校正值,以及
基于所计算的校正值来校正对应于能量区的非一致事件的计数以产生经校正的样本事件计数。
2.权利要求1的辐射检测系统,其中闪烁物是液体闪烁物。
3.权利要求1的辐射检测系统,其中闪烁物是晶体闪烁物。
4.权利要求1的辐射检测系统,其中针对相应能量区使用在系统操作于受控环境中时发生的一致和非一致事件的计数来计算预确定的防护效率值。
5.权利要求4的辐射检测系统,其中受控环境包括已知辐射源。
6.权利要求1的辐射检测系统,其中针对给定能量区的预确定的防护效率值被计算为:
其中SP12R是与防护一致的样本计数,并且SP11R是能量区R内的与防护非一致的样本计数。
7.权利要求6的辐射检测系统,其中针对给定能量区的补偿防护计数是:
。
8.权利要求7的辐射检测系统,其中防护子系统错失的计数的数目(GCMR)是:
。
9.权利要求8的辐射检测系统,其中校正值是被计算为以下形式的背景减少因子(BRFR):
。
10.权利要求8的辐射检测系统,其中给定能量区与多个通道相关联,并且针对相应通道将经校正的样本事件计数计算为:
其中CSP11n是针对能量区R中的通道n的非一致样本事件的经校正的计数。
11.权利要求1的辐射检测系统,其中防护补偿校正可以基于修改防护效率值来调节。
12.一种辐射检测系统,包括:
配置为检测贝塔谱中的事件的液体闪烁物;
配置为检测伽玛谱中的事件的晶体闪烁物防护;
一个或多个处理器,适配成:
在数学上将伽玛谱变换成遵循近似于SP12谱的康普顿反向散射轮廓的谱;以及
对针对一个或多个能量区的经变换的伽玛谱和贝塔谱之间的一致事件进行计数,并且对仅处于贝塔谱中的非一致事件进行计数;以及
针对每一个能量区
基于一致事件的计数和与能量区相关联的预确定的晶体闪烁物防护效率值来计算补偿晶体闪烁物防护计数,
计算基于补偿晶体闪烁物防护计数以及一致和非一致事件的计数的校正值,以及
基于所计算的校正值来校正处于贝塔谱中并且对应于能量区的非一致事件的计数。
13.一种辐射检测系统,包括:
配置为检测样本事件的闪烁物;
配置为检测有效防护事件的防护检测器子系统;
一个或多个处理器,适配成:
对在一个或多个能量区中一致检测到的样本和有效防护事件以及在没有一致地检测到有效防护事件时检测到的样本事件进行计数,其中计数是基于放置在闪烁物中的具有淬火水平的标准样本的利用;以及
针对每一个能量区
基于以下计算补偿防护计数:基于具有淬火水平的标准样本的利用的与能量区相关联的预确定的防护效率值以及一致事件的计数。
14.权利要求13的辐射检测系统,其中一个或多个处理器还适配成:
计算基于补偿防护计数以及一致和非一致事件的计数的校正值,以及
基于所计算的校正值来校正对应于能量区的非一致事件的计数以产生经校正的样本事件计数。
15.权利要求13的辐射检测系统,其中基于与未知样本相关联的不同淬火水平来选择用于标准样本的淬火水平,其中未知样本具有基于闪烁物防护的无效率的不正确计数数目。
16.权利要求14的辐射检测系统,其中针对给定能量区的预确定的防护效率值被计算为:
其中SP12R是与防护检测器子系统一致的样本计数,并且SP11R是与能量区R内的防护检测器子系统非一致的样本计数。
17.权利要求16的辐射检测系统,其中针对给定能量区的补偿防护计数是:
。
18.权利要求17的辐射检测系统,其中防护检测器子系统错失的计数的数目(GCMR)是:
。
19.权利要求18的辐射检测系统,其中校正值是被计算为以下形式的背景减少因子(BRFR):
。
20.权利要求18的辐射检测系统,其中给定能量区与多个通道相关联,并且针对相应通道将经校正的样本事件计数计算为:
其中CSP11n是针对能量区R中的通道n的非一致样本事件的经校正的计数。
21.权利要求1的辐射检测系统,其中利用未经淬火的样本来计算与每一个能量区相关联的预确定的防护效率值。
22.权利要求1的辐射检测系统,其中利用具有所选淬火水平的样本来计算与每一个能量区相关联的预确定的防护效率值。
23.权利要求13的辐射检测系统,其中闪烁物是液体闪烁物。
24.权利要求13的辐射检测系统,其中闪烁物是晶体闪烁物。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201461981266P | 2014-04-18 | 2014-04-18 | |
US61/981266 | 2014-04-18 | ||
US14/630,047 US9297909B2 (en) | 2014-04-18 | 2015-02-24 | Guard efficiency compensation system and method |
US14/630047 | 2015-02-24 | ||
PCT/US2015/022186 WO2015160480A1 (en) | 2014-04-18 | 2015-03-24 | Guard efficiency compensation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106662659A true CN106662659A (zh) | 2017-05-10 |
CN106662659B CN106662659B (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=54321875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580020383.1A Active CN106662659B (zh) | 2014-04-18 | 2015-03-24 | 防护效率补偿系统 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9297909B2 (zh) |
EP (2) | EP3132285B1 (zh) |
CN (1) | CN106662659B (zh) |
AU (1) | AU2015248144B2 (zh) |
CA (1) | CA2944864C (zh) |
HU (1) | HUE049737T2 (zh) |
WO (1) | WO2015160480A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10145967B2 (en) | 2016-10-21 | 2018-12-04 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Systems and methods for radiation detection with improved event type discrimination |
WO2019055805A1 (en) | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR EMULATING SCINTILLATION EVENTS USING AN ELECTRONIC TEST SOURCE |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1264186A (zh) * | 1968-09-20 | 1972-02-16 | ||
US4002909A (en) * | 1967-09-28 | 1977-01-11 | Packard Instrument Company, Inc. | Data analyzing system having provision for optimizing counting conditions and thus improving statistical counting validity for enabling accurate computation of sample activity levels in liquid scintillation spectrometry |
GB1515132A (en) * | 1975-06-25 | 1978-06-21 | Noakes J | Scintillation counting apparatus |
EP0221626A1 (en) * | 1985-09-13 | 1987-05-13 | Packard Instrument Company, Inc. | Radionuclide indentification in liquid scintillation counting |
CN101163988A (zh) * | 2005-04-22 | 2008-04-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于tof-pet的数字硅光电倍增管 |
WO2008095257A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | University Of Wollongong | Dual radiation detector |
CN103221841A (zh) * | 2010-11-23 | 2013-07-24 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有变化的并发窗的pet校准 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2830188A (en) * | 1954-01-11 | 1958-04-08 | Pgac Dev Co | Neutron detector |
US3842278A (en) * | 1973-01-08 | 1974-10-15 | J Noakes | Liquid scintillation unit with low background noise |
US3898463A (en) * | 1973-08-13 | 1975-08-05 | Task Inc | Scintillation counting apparatus |
SE445495B (sv) * | 1984-11-09 | 1986-06-23 | Wallac Oy | Vetskescintillationsreknare |
US5146093A (en) * | 1985-04-08 | 1992-09-08 | Packard Instrument Company, Inc. | Liquid scintillation measurement system with active guard shield |
US4833326A (en) * | 1985-04-08 | 1989-05-23 | Packard Instrument Company, Inc. | Liquid scintillation measurement system with active guard shield |
CA2236295A1 (en) * | 1995-10-31 | 1997-05-09 | Biotraces, Inc. | Ultralow background multiple photon detector |
-
2015
- 2015-02-24 US US14/630,047 patent/US9297909B2/en active Active
- 2015-03-24 HU HUE15716921A patent/HUE049737T2/hu unknown
- 2015-03-24 CA CA2944864A patent/CA2944864C/en active Active
- 2015-03-24 EP EP15716921.0A patent/EP3132285B1/en active Active
- 2015-03-24 WO PCT/US2015/022186 patent/WO2015160480A1/en active Application Filing
- 2015-03-24 AU AU2015248144A patent/AU2015248144B2/en active Active
- 2015-03-24 EP EP20170289.1A patent/EP3719541A1/en active Pending
- 2015-03-24 CN CN201580020383.1A patent/CN106662659B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4002909A (en) * | 1967-09-28 | 1977-01-11 | Packard Instrument Company, Inc. | Data analyzing system having provision for optimizing counting conditions and thus improving statistical counting validity for enabling accurate computation of sample activity levels in liquid scintillation spectrometry |
GB1264186A (zh) * | 1968-09-20 | 1972-02-16 | ||
GB1515132A (en) * | 1975-06-25 | 1978-06-21 | Noakes J | Scintillation counting apparatus |
EP0221626A1 (en) * | 1985-09-13 | 1987-05-13 | Packard Instrument Company, Inc. | Radionuclide indentification in liquid scintillation counting |
CN101163988A (zh) * | 2005-04-22 | 2008-04-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于tof-pet的数字硅光电倍增管 |
WO2008095257A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | University Of Wollongong | Dual radiation detector |
CN103221841A (zh) * | 2010-11-23 | 2013-07-24 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有变化的并发窗的pet校准 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3132285A1 (en) | 2017-02-22 |
AU2015248144A1 (en) | 2016-10-06 |
CA2944864C (en) | 2021-03-02 |
AU2015248144B2 (en) | 2019-12-19 |
CA2944864A1 (en) | 2015-10-22 |
US20150301194A1 (en) | 2015-10-22 |
CN106662659B (zh) | 2019-05-10 |
WO2015160480A1 (en) | 2015-10-22 |
EP3132285B1 (en) | 2020-04-22 |
US9297909B2 (en) | 2016-03-29 |
EP3719541A1 (en) | 2020-10-07 |
HUE049737T2 (hu) | 2020-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5911585B2 (ja) | 放射能分析装置 | |
US20100305873A1 (en) | Method and Apparatus for Spectral Deconvolution of Detector Spectra | |
US8374993B2 (en) | Radioactive isotope identification | |
US8299441B2 (en) | Directional gamma radiation detector system | |
JP6475931B2 (ja) | 放射性物質のモニタリング装置及び放射性物質のモニタリング方法 | |
EP3368917A1 (en) | Energy calibration with lu spectrum subtraction | |
US20160363672A1 (en) | Performance Stabilization For Scintillator-Based Radiation Detectors | |
Oberstedt et al. | Neutron measurements with lanthanum–bromide scintillation detectors—A first approach | |
Winkler et al. | Prompt gamma and neutron detection in BNCT utilizing a CdTe detector | |
Britton et al. | Coincidence corrections for a multi-detector gamma spectrometer | |
CN106662659A (zh) | 防护效率补偿系统 | |
JP2013061206A (ja) | 放射線核種分析装置及びその偶発同時計数抑制方法 | |
JP6161058B2 (ja) | 放射能検査装置及び放射能検知方法 | |
JP6497803B2 (ja) | シンチレーション式の放射線測定方法および放射線測定装置 | |
JP6507439B1 (ja) | 地中トリウム埋設の探査装置及び方法 | |
Fan et al. | The coincidence-summing correction of the Compton-suppression spectrometer | |
JP2019120656A (ja) | 放射線計測装置及び放射線計測方法 | |
US9851457B2 (en) | Compensating for pulse shape variation of light in scintillators | |
Dong et al. | Half-life determination of 72Ga | |
Michael et al. | Accuracy testing using thick source alpha-particle spectroscopy for the U and Th series estimations | |
Detwiler et al. | Improved plutonium identification and characterization results with NaI (Tl) detector using ASEDRA | |
Seo et al. | Estimation of the uncertainty of N-type HPGe | |
RU2523081C2 (ru) | Способ гамма спектрометрии | |
KR20120004614A (ko) | 감마선 섬광 계수기의 에너지 교정 방법 | |
Ueno et al. | On-line 60Co monitor for reactor recirculation system piping in primary containment vessel during reactor operation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |