CN108490479B - 一种测试放射性核素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试放射性核素的方法，从待测试环境中测得的能谱中去除由于待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素的放射射线发生反应产生的特征射线峰以及散射线，对测得的放射性核素的能谱进行校正，从而获得较为准确的放射性核素能谱，提高对待测试环境中放射性核素的能量、种类及剂量的判断。
Description
技术领域
本发明属于放射性核素的测试领域，涉及一种测试放射性核素的方法。
背景技术
随着国家经济的发展，生活质量不断提高，对生活安全的要求迅速的提高。其中放射性核素的管理与控制，在安全生活指标中占有很大的成分。放射性核素搜寻和探测识别技术，被广泛应用于环境监测、核电站运营全流程监管、核设施的监测，核事故应急测试、核反恐中放射性核素物质走私及脏弹袭击的安保安防等领域。
传统的放射性核素测试装置包括基于碘化钠(NaI)、碘化铯(CsI)及高纯锗(Ge)制备的伽马谱仪，其中NaI和CsI伽马谱仪更多应用于便携式装置，方便现场的实时监测；Ge伽马谱仪主要应用于实验室的样品测量分析；NaI和CsI伽马谱仪的能量分辨率低，对核素的识别能力有一定的局限性，其662keV的分辨率通常为8％左右；Ge伽马谱仪的能量分辨率是伽马谱仪中最优的，对662keV的分辨率能达到0.002％，但由于Ge伽马谱仪需液氮制冷装置，而对液氮制冷装置及其维护限制了Ge伽马谱仪的应用，使其更多的应用在实验室内。
近二三十年内，各项研究和技术日益成熟的碲锌镉(CdZnTe，CZT)半导体探测器，作为室温伽马和X射线探测器，成为NaI、CsI及高纯锗Ge的替代产品，正式走向市场，广泛应用于各个领域。由于CZT拥有高探测效率、高能量分辨率、不需液氮制冷在室温下的可操作性的优点，使其在很多现场实时监测中，优势显著。其能量分辨率介于NaI、CsI与高纯锗Ge伽马谱仪之间，CZT半导体探测器在提供核素能量、种类、剂量的同时，更优异的性能是给出放射性核素的方向和位置。
当伽马谱仪的检测是在开阔的外部环境中时，待测试环境中的待测放射性核素的放射射线与待测试环境中分布的材料物质发生反应产生散射线及特征射线对检测结果的影响不明显，可忽略。但如果待测试环境较小，待测放射性核素发出的放射射线有一部分会先照射在待测试环境中的材料物质上，然后产生散射线，散射线进入测试系统，这些散射线产生的散射谱会叠加在测试系统测得的待测放射性核素的能谱上，对测试结果和分析造成干扰和误判；而且如果待测放射性核素发出的放射射线与待测试环境中的材料物质发生反应，产生了特征射线，同样会有特征射线峰叠加在测得的放射性核素的能谱上，对测试系统的测试结果和分析造成干扰和误判。
基于以上所述，提出了一种测试放射性核素的方法，在待测试环境中测得的能谱中去除由于待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素的放射射线产生的散射线以及特征射线峰，对测得的待测放射性核素的能谱进行校正，从而获得较为准确的待测放射性核素的能谱，提高对待测试环境中的待测放射性核素的能量、种类及剂量的判断。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测试放射性核素的方法，用于解决现有技术中在待测试环境中由于待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素的放射射线产生的散射线以及特征射线峰，对测得的待测放射性核素的能谱产生影响，对测试得的能谱造成干扰，不能得到较为准确的有关待测放射性核素的能谱，从而对待测试环境中的待测放射性核素的判断产生误判的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种测试放射性核素的方法，包括以下步骤：
S1：获取待测试环境中分布的材料物质，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含对待测放射性核素的放射射线产生的散射线；
S2：计算所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的所述特征效应的第一能谱；
S3：测试所述待测试环境在所述待测放射性核素下得到的第二能谱；
S4：在所述第二能谱的基础上去除叠加的所述第一能谱，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述第一能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，步骤S4包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射线对应的所述散射谱，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述特征效应还包括所述材料物质与待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线。
优选地，所述特征射线包括特征X射线。
优选地，步骤S2还包括建立材料影响库的步骤，所述材料影响库包含特定放射性核素的放射射线与特定材料物质产生的散射谱以及特定放射性核素的放射射线与特定材料物质发生反应产生的特征射线峰。
优选地，所述第一能谱包含由所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，以及与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线峰，步骤S4包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述散射谱及所述特征射线峰表征所述散射线及特征射线的角度方向、强度信息及能量大小。
优选地，所述散射线包括由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线。
优选地，所述散射线包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。
优选地，步骤S1中的所述待测试环境中分布的所述材料物质包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置。
优选地，获取所述材料物质的种类的方法包括X射线荧光分析法、X射线衍射分析法、红外光谱分析法、拉曼光谱分析法中的一种或组合。
优选地，所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪及基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
另外，本发明还提供另一种测试放射性核素的方法，包括以下步骤：
S-a：测试待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素产生的预测试能谱，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含对所述待测放射性核素的放射射线产生的散射线；
S-b：根据所述预测试能谱，分析所述待测试环境中的所述待测放射性核素的分布；
S-c：在所述待测试环境中建立模拟实验，所述模拟实验包括在所述待测试环境中放置与所述待测放射性核素具有相同分布的已知活度的放射源；
S-d：对所述模拟实验进行测试，得到在所述待测试环境中增加所述已知活度的放射源后产生的模拟能谱；
S-e：在所述模拟能谱的基础上去除所述预测试能谱，获得所述待测试环境中所述已知活度的放射源的刻度能谱；
S-f：计算所述已知活度的放射源在不与所述待测试环境中分布的所述材料物质发生所述特征效应时所得的理想能谱；
S-g：在所述刻度能谱的基础上去除所述理想能谱，得到所述待测试环境中分布的所述材料物质产生的特征效应能谱；
S-h：在所述预测试能谱的基础上去除所述特征效应能谱，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述特征效应能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，步骤S-h包括在所述预测试能谱的基础上，去除所述散射线对应的所述散射谱，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述特征效应还包括所述材料物质与待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线。
优选地，所述特征射线包括特征X射线。
优选地，所述特征效应能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，以及与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线峰，步骤S-h包括在所述预测试能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
优选地，所述散射线包括由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线。
优选地，所述散射线包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。
优选地，所述待测试环境中分布的所述材料物质包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置。
优选地，所述待测放射性核素的放射源的分布包括所述待测放射性核素的强度、能量及方向。
优选地，所述测试放射性核素的方法，应用于进行长期监测的待测试环境。
优选地，所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪及基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
如上所述，本发明的测试放射性核素的方法，具有以下有益效果：在待测试环境中测得的能谱中去除由于待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素的放射射线产生的散射线以及特征射线峰，对测得的放射性核素的能谱进行校正，从而获得较为准确的放射性核素的能谱，提高对待测试环境中的待测放射性核素的能量、种类及剂量的判断。
附图说明
图1显示为实施例一中测试放射性核素的方法操作流程示意图。
图2显示为实施例二中测试放射性核素的方法的操作流程示意图。
元件标号说明
S1～S4、S1-1～S1-3、S-a～S-h 步骤
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一
本发明提出了一种消除待测试环境中分布的材料物质对测试得到的放射性核素的能谱产生影响的方法，如图1所示，显示为本实施例中测试放射性核素的方法操作流程示意图。
首先进行步骤S1：获取所述待测试环境中分布的材料物质，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含与待测放射性核素的放射射线反应产生的散射线。
作为示例，所述特征效应还包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线，所述特征射线包括特征X射线。本实施例中，所述特征效应包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的所述散射线以及与待测放射性核素的放射射线反应产生的所述特征射线。在另一实施例中，所述特征效应也可仅包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的所述散射线，此处不做限制。
作为示例，步骤S1中的所述待测试环境中分布的所述材料物质包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置。
作为示例，获取所述材料物质的种类的方法包括X射线荧光分析法、X射线衍射分析法、红外光谱分析法、拉曼光谱分析法中的一种或组合。
具体的，所述步骤S1中，获取所述待测试环境中分布的所述材料物质包括以下方法：
S1-1：将获取所述材料物质的种类的分析测试仪，搭载无人机，在所述待测试环境中，飞行贴近所述材料物质进行测定或将所述分析测试仪装载在其它可以协助所述分析测试仪进行测定的装置上，以获得所述材料物质的种类，所述分析测试仪的种类及具体装载方式此处不作限制；同时，配备定位和尺寸测试功能，对所述材料物质的尺寸及空间位置进行测量；从而获得所述待测试环境中分布的所述材料物质。
S1-2：通过视频图像的智能分析，深度学习获得所述待测试环境中分布的所述材料物质。
S1-3：通过先验知识来获得所述待测试环境中分布的所述材料物质，例如采购时，厂家给出的所述材料物质信息，而后结合视频图像，标定出各所述材料物质的空间位置及尺寸，从而获得所述待测试环境中分布的所述材料物质。这种方法适用于在某些环境进行长期或不定期的监测，比如在核电站内某一空间进行测试时，这个空间内分布的各种材料物质已知，如地面多层材料、墙壁、各种钢铁结构、屏蔽材料等。
具体的，对于固定的所述待测试环境，所述待测试环境中分布的所述材料物质只需测定一次，或在增加新的材料物质时补充测试，可以重复使用。对于过于复杂的所述待测试环境，对于所述待测试环境中分布的所述材料物质的测试，可以进行简化，仅考虑某一特定能区内对待测放射性核素的放射射线产生散射线严重的材料物质，或会产生特征射线的材料，尤其是紧邻测试系统周围的材料物质。
接着进行步骤S2：计算所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的所述特征效应的第一能谱。
具体的，所述第一能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，同时也可包含所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线峰，所述散射谱及所述特征射线峰表征所述散射线及所述特征射线的角度方向、强度信息及能量大小。本实施例中，所述第一能谱包含所述散射谱及所述特征射线峰。在另一实施例中，所述第一能谱也可仅包含所述散射谱，此处不做限制。
作为示例，所述步骤S2还包括建立材料影响库的步骤，所述材料影响库包含特定放射性核素的放射射线与特定材料物质产生的散射谱以及特定放射性核素的放射射线与特定材料物质发生反应产生的特征射线峰。
具体的，结合所述材料影响库及获取的所述待测试环境中分布的所述材料物质的种类、尺寸及空间位置，计算所述材料物质与所述待测放射性核素产生的所述特征效应的第一能谱。
具体的，所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射线主要包括所述待测放射性核素的放射射线进入所述材料物质发生一定反应后，又从所述材料物质中射出的散射线；还包括在所述材料物质表面或表层与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线；所述散射线还包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的特征射线主要包括特征X射线。如伽马光子与某种材料发生反应时，主要包括光电吸收效应、康普顿散射效应及电子对效应中的一种或组合。当发生光电吸收效应时，伽马光子停留在材料内部，不产生散射线，因而不会对测试系统的测试带来影响；但如果发生康普顿散射效应，尤其是背散射时，会有大量的射线从射线进入的材料中再发射出来，这些射线如果进入测试系统，会在测得的能谱上，各能量道中增加计数，造成干扰；当放射性核素的能量高于1.02MeV时，电子对效应就会发生，这时会产生511keV的射线，这种中高能量的射线常常可以从发生反应的材料中再发射出来，如果进入测试系统，会带来严重影响，产生光电峰，干扰测试结果的分析；有些高原子序数的材料与射线发生反应，会激发特征X射线，进入测试系统，产生特征X射线峰，叠加在测得的能谱上，干扰能量的计算和放射性核素的识别。
接着进行步骤S3：测试所述待测试环境在所述待测放射性核素下得到的第二能谱。
具体的，所述第二能谱包含由所述待测放射性核素产生的能谱以及由所述待测试环境中分布的所述材料物质在所述待测放射性核素下产生的所述特征效应的第一能谱。
接着进行步骤S4：在所述第二能谱的基础上去除叠加的所述第一能谱，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
具体的，也可在所述第二能谱的基础上，去除所述散射线及所述特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。本实施例中，由于所述第一能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱以及与所述待测放射性核素的放射射线产生的所述特征射线峰，因此，所述步骤S4包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱，在另一实施例中，所述步骤S4也可仅包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射谱，以获得所述待测放射性核素的实际能谱，此处不做限制。
作为示例，所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪及基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
本实施例中，结合建立的材料影响库以及获取的待测试环境中分布的材料物质，得到待测试环境中分布的材料物质在待测放射性核素下产生的特征效应的第一能谱，而后再测试待测试环境，得到第二能谱的基础上去除第一能谱，因而降低待测试环境中分布的材料物质对待测放射性核素的能谱的影响，获得较为准确的待测放射性核素的能谱，从而提高对待测试环境中的待测放射性核素的能量、种类及剂量的判断。
实施例二
本实施例较之实施例一，较适用于进行长期监测的环境，可以更加快捷的测试得到校正后的待测试环境中的待测放射性核素的能谱，提高测试效率。
如图2所示，显示为本实施例中测试放射性核素的方法的操作流程示意图。
具体的，包括以下步骤：
首先进行步骤S-a：测试待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素产生的预测试能谱，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含对所述待测放射性核素的放射射线产生散射线。
作为示例，所述特征效应还包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线，所述特征射线包括特征X射线。
具体的，在不考虑所述待测试环境中分布的所述材料物质对所述待测放射性核核素的影响的前提下，直接测试所述待测试环境，得到所述预测试能谱，所述预测试能谱包含所述待测放射性核核素的能谱以及所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核核素产生的特征效应能谱。本实施例中，所述特征效应包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的散射线以及与待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线。在另一实施例中，所述特征效应也可仅包含所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射线，此处不做限制。
作为示例，所述待测试环境中分布的所述材料物质包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置。
具体的，所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射线主要包括所述待测放射性核素的放射射线进入所述材料物质发生一定反应后，又从所述材料物质中射出的散射线；还包括在所述材料物质表面或表层与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线；所述散射线还包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的特征放射线主要包括特征X射线。如伽马光子与某种材料发生反应时，主要包括光电吸收效应、康普顿散射效应及电子对效应中的一种或组合。当发生光电吸收效应时，伽马光子停留在材料内部，不产生散射线，因而不会对测试系统的测试带来影响；但如果发生康普顿散射效应，尤其是背散射时，会有大量的射线从射线进入的材料中再发射出来，这些射线如果进入测试系统，会在测得的能谱上，各能量道中增加计数，造成干扰；当放射性核素的能量高于1.02MeV时，电子对效应就会发生，这时会产生511keV的射线，这种中高能量的射线常常可以从发生反应的材料中再发射出来，如果进入测试系统，会带来严重影响，产生光电峰，干扰测试结果的分析；有些高原子序数的材料与射线发生反应，会激发特征X射线，进入测试系统，产生特征X射线峰，叠加在测得的能谱上，干扰能量的计算和放射性核素的识别。
接着进行步骤S-b：根据所述预测试能谱，分析所述待测试环境中的所述待测放射性核素的分布。
具体的，分析所述预测试能谱，选取强度高及能量高的射线峰，从而分析所述放射性核素的分布，所述放射性核素的分布包括所述待测放射性核素的强度、能量及方向。
然后进行步骤S-c：在所述待测试环境中建立模拟实验，所述模拟实验包括在所述待测试环境中放置与所述待测放射性核素具有相同分布的已知活度的放射源，即与所述待测放射性核素具有相同的种类及位置信息的已知活度的放射源，同时在所述预测试能谱测试中的测试系统的相应位置放置同样的测试系统。
接着进行步骤S-d：对所述模拟实验进行测试，得到在所述待测试环境中增加所述已知活度的放射源后产生的模拟能谱。
进行步骤S-e：在所述模拟能谱的基础上去除所述预测试能谱，获得所述待测试环境中所述已知活度的放射源的刻度能谱。本实施例中，由于所述特征效应包含所述散射线及特征射线，因此所述已知活度的放射源的刻度能谱包含所述已知活度的放射源的能谱及所述待测试环境中分布的所述材料物质发生所述特征效应产生的散射谱及特征射线峰。
进行步骤S-f：计算所述已知活度的放射源在不与所述待测试环境中分布的所述材料物质发生所述特征效应时所得的理想能谱，所述理性能谱仅包含所述已知活度的放射源所产生的能谱。
进行步骤S-g：在所述刻度能谱的基础上去除所述理想能谱，得到所述待测试环境中分布的所述材料物质产生的特征效应能谱。本实施例中，由于所述特征效应包含所述散射线及特征射线，因此所述特征效应能谱包含所述所述散射线对应的所述散射谱，以及所述特征射线峰。
最后进行步骤S-h：在所述预测试能谱的基础上去除所述特征效应能谱，即在所述预测试能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
作为示例，所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪及基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
本实施例中，在需进行长期监测的待测试环境中放置已知活度的放射源后，通过测试及计算获得待测试环境中分布的材料物质产生的特征效应能谱，结合测得的待测试环境中的测试能谱，即可快捷的获得较为准确的所述待测试环境中放射性核素的能谱，从而提高对待测试环境中放射性核素的能量、种类及剂量的判断。
综上所述，本发明测试放射性核素的方法，在待测试环境中测得的能谱中去除由于待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素的放射射线产生的散射线以及特征射线峰，对测得的待测放射性核素的能谱进行校正，从而获得较为准确的待测放射性核素能谱，提高对待测试环境中的待测放射性核素的能量、种类及剂量的判断。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (22)
1.一种测试放射性核素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取待测试环境中分布的材料物质，包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含对待测放射性核素的放射射线产生的散射线；
S2：建立材料影响库，所述材料影响库包含特定放射性核素的放射射线与特定材料物质产生的散射谱，结合所述材料影响库及获取的所述待测试环境中分布的所述材料物质的种类、尺寸及空间位置，计算所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的所述特征效应的第一能谱；
S3：测试所述待测试环境在所述待测放射性核素下得到的第二能谱；
S4：在所述第二能谱的基础上去除叠加的所述第一能谱，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
2.根据权利要求1所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述第一能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，步骤S4包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射线对应的所述散射谱，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
3.根据权利要求1所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征效应还包括所述材料物质与待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线。
4.根据权利要求3所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征射线包括特征X射线。
5.根据权利要求3所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述材料影响库还包含特定放射性核素的放射射线与特定材料物质发生反应产生的特征射线峰。
6.根据权利要求5所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述第一能谱包含由所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，以及与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线峰，步骤S4包括在所述第二能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
7.根据权利要求6所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述散射谱及特征射线峰表征所述散射线及特征射线的角度方向、强度信息及能量大小。
8.根据权利要求1所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述散射线包括由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线。
9.根据权利要求1所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述散射线包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。
10.根据权利要求1所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：获取所述材料物质的种类的方法包括X射线荧光分析法、X射线衍射分析法、红外光谱分析法、拉曼光谱分析法中的一种或组合。
11.根据权利要求1～10中任一所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪、基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
12.一种测试放射性核素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S-a：测试待测试环境中分布的材料物质与待测放射性核素产生的预测试能谱，所述材料物质具有特征效应，所述特征效应包含对所述待测放射性核素的放射射线产生的散射线；
S-b：根据所述预测试能谱，分析所述待测试环境中的所述待测放射性核素的分布；
S-c：在所述待测试环境中建立模拟实验，所述模拟实验包括在所述待测试环境中放置与所述待测放射性核素具有相同分布的已知活度的放射源；
S-d：对所述模拟实验进行测试，得到在所述待测试环境中增加所述已知活度的放射源后产生的模拟能谱；
S-e：在所述模拟能谱的基础上去除所述预测试能谱，获得所述待测试环境中所述已知活度的放射源的刻度能谱；
S-f：计算所述已知活度的放射源在不与所述待测试环境中分布的所述材料物质发生所述特征效应时所得的理想能谱；
S-g：在所述刻度能谱的基础上去除所述理想能谱，得到所述待测试环境中分布的所述材料物质产生的特征效应能谱；
S-h：在所述预测试能谱的基础上去除所述特征效应能谱，以去除所述待测试环境中分布的所述材料物质所引起的能谱误差，获得所述待测试环境中所述待测放射性核素的实际能谱。
13.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征效应能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，步骤S-h包括在所述预测试能谱的基础上，去除所述散射线对应的所述散射谱，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
14.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征效应还包括所述材料物质与待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线。
15.根据权利要求14所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征射线包括特征X射线。
16.根据权利要求14所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述特征效应能谱包含所述待测试环境中分布的所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的散射谱，以及与所述待测放射性核素的放射射线反应产生的特征射线峰，步骤S-h包括在所述预测试能谱的基础上，去除所述散射谱及特征射线峰，以获得所述待测放射性核素的实际能谱。
17.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述散射线包括由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的康普顿散射反应所产生的散射线。
18.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述散射线包括当所述待测放射性核素的能量高于1.02MeV时，由所述材料物质与所述待测放射性核素的放射射线产生的电子对效应所产生的能量为511keV的射线峰。
19.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述待测试环境中分布的所述材料物质包括所述材料物质的种类、尺寸及空间位置。
20.根据权利要求12所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述待测放射性核素的分布包括所述待测放射性核素的强度、能量及方向。
21.根据权利要求12～20中任一所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述测试放射性核素的方法，应用于进行长期监测的待测试环境。
22.根据权利要求12～20中任一所述的测试放射性核素的方法，其特征在于：所述测试放射性核素的方法，应用于伽马谱仪，所述伽马谱仪包括基于NaI的伽马谱仪、基于CsI的伽马谱仪、基于LaBr3的伽马谱仪、基于LaCl3的伽马谱仪、基于高纯Ge的伽马谱仪、基于GaAs的伽马谱仪、基于HgI2的伽马谱仪及基于TlBr的伽马谱仪、基于CdZnTe的半导体谱仪及基于CdTe的半导体谱仪中的一种。
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