CN111638546B - 一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海水检测技术领域，涉及一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，包括：(1)采用两种不同的核素对海水进行放射性检测，得到两个核素的峰；(2)针对两个核素的峰，分别建立拟合函数；(3)从左至右，遍历两个核素峰之间的通道；(4)根据当前遍历的通道X_i，分别用两个拟合函数计算每个通道对应的拟合信号值

(5)从左到右遍历，如果

则结束判断；(6)如果

进一步判断：若

继续遍历；若

则记录该通道ch_i；(7)若记录的通道满足：(ch_i‑ch₁)≤2.5×bgk₁，且(ch₂‑ch_i)≤2.5×bgk₂，则判定两种放射性核素的能谱峰发生重叠。本发明的方法不受累积时间和海洋环境干扰的限制，能够识别出两个海水放射性核素能谱的峰是否发生重叠，可以提高计算的准确度。

Description

一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法

技术领域

本发明属于海水检测技术领域，涉及一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法。

背景技术

在海洋放射性物质综合测量过程中，如果存在相应的放射性物质，在所对应的能量区间会出现相应的峰。由于检测到放射性核素信号的峰发生无规律的漂移、重叠，所以二种海水放射性核素的能谱峰，可能存在能谱峰的重叠，影响海水放射性核素的检测结果。检测海水放射性核素能谱峰的判断方法，是海洋检测放射性核素测量所必须的，是目前国内海洋放射性测量发展的核心。现有的海水放射性环境监测方法通常是以假定海水中待测放射性物质所对应的检测信号是平稳的或是时不变的为前提，并不适用于复杂的海洋环境。

但是，实际的海洋现场检测环境是复杂多变的，干扰因素很多。在实际作业过程中发现，海洋环境的变化对海洋物质的测量存在彼此干扰，其现象是检测到的能谱会出现无规律的变化，为得到真正海水放射性核素的检测结果，及时发现海水放射性核素的能量范围。

基于以上原因，如果用两种或两种以上不同的核素进行海水放射性检测，由于在放射性核素检测过程中，会出现很多的峰，有假峰，有叠加峰，也有干扰数据引起的误差峰，漂移峰等，两种核素的峰可能会因为干扰素叠加在一起，影响检测结果的判断。因此，现场测量必须找到一种方法来准确判断不同海水放射性核素能谱峰是否发生重叠。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，能够识别出二个海水放射性核素能谱的峰，是否发生重叠，可以提高计算的准确度，以达到提高检测放射性核素的效率和准确度的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，包括以下步骤：

(1)采用两种不同的核素对海水进行放射性检测，得到两个核素的峰；

(2)针对两个核素的峰，分别建立拟合函数；

(3)从左至右，遍历两个核素峰之间的通道；

(4)根据当前遍历的通道X_i，分别用两个拟合函数计算每个通道对应的拟合信号值

(5)从左到右遍历，如果

则结束判断；

(6)如果

进一步判断：若

继续遍历；若

则记录该通道ch_i；

(7)若记录的通道满足：(ch_i-ch₁)≤2.5×bgk₁，且(ch₂-ch_i)≤2.5×bgk₂，则判定两种放射性核素的能谱峰发生重叠，重叠的通道为该遍历点的通道；其中，ch₁为第一个核素峰的通道，ch₂为第二个核素峰的通道；kgk₁为第一个核素峰的半高宽，kgk₂为第二个核素峰的半高宽。

作为本发明的一种优选方式，步骤(1)中，判断两个核素的峰是否发生漂移，若发生漂移，则对两个放射性核素的峰进行重新标定，以标定后的峰为准。

进一步优选地，所述步骤(2)，采用高斯拟合函数分别对两种放射性核素的能谱峰，建立各自的拟合函数：

其中，Y_max为能谱峰的峰信号值，X_max为能谱峰的峰通道，S/2为能谱峰拟合半高宽的平方值，X_i为拟合曲线的通道值，Y_i为拟合曲线通道对应的信号值。

进一步优选地，所述步骤(4)中，左边的峰为第一个峰，右边的峰为第二个峰；第一个峰的峰通道小于第二个峰的峰通道。

通过上述技术方案，本发明提供了一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，能够识别出二个海水放射性核素能谱的峰，是否发生重叠，可以提高计算的准确度，以达到提高检测放射性核素的效率和准确度的目的。

附图说明

图1为本发明实施实例所公开的海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法流程示意图；

图2为本发明实施实例所公开的所有通道的能谱数据图；

图3为本发明实施实例所公开的放大的能谱曲线；

图4为本发明实施实例所公开的拟合后的能谱曲线；

图5为本发明实施实例放大拟合后两条拟合曲线交汇点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种海水放射性核素干扰频率的判断方法，如图1所示，具体流程如下：

S101、采用两种不同的核素对海水进行放射性检测，得到两个核素的峰，对于该两个峰，分别判断是否发生漂移，若没有发生漂移，则进行下一步；若发生漂移，则找出漂移峰，对原峰进行重新标定，以标定后的峰为准，再进行下一步。

其中，漂移峰的判断方法为：

(1)、从放射性核素的峰的预设通道，向左右分别各遍历50个通道，设为通道CHⁿ；预设通道为仪器标定的通道ch，通道CHⁿ与预设通道ch的差值分别为-50，-49，-48，-47，……，+49，+50；遍历后的通道CHⁿ为ch-50，ch-49，ch-48，ch-47，……，ch+49，ch+50。

(2)、判断该通道CHn的信号值是否与放射性核素峰的预设通道信号值相差5％以内；预设通道信号值为仪器标定的信号值v；如果通道CHⁿ的信号信号V满足：v*0.95≤V≤v*1.05，就进入下一步骤。标定为累积3小时的数据，在判断的时候也必须要用累积3小时的数据。

(3)、对于上述步骤中，满足v*0.95≤V≤v*1.05的通道CHⁿ，假设该通道为漂移后的峰，分别向左和向右查找峰值一半的点。通道CHⁿ的信号值为V，从CHⁿ向左查找第一个信号值小于半高信号值V’＝V/2的点的通道为

从CHⁿ向右查找第一个信号值小于半高信号值V’＝V/2的点的通道为

(4)、分别计算左点、右点与假设的漂移后的峰通道所相差的通道数，如果该差值在预设放射性核素峰的半高宽的±5％之内，记录该通道。

预设放射性核素峰的半高宽为仪器标定的预设放射性核素峰的半高宽bgk，若

且

则记录该通道CHⁿ。

(5)左、右半高宽差值最小的通道，为漂移后的峰通道，如果在前后各50个点所计算的左右半高宽差值最小的通道不只一个，就取与预设通道最接近的，判为漂移后的峰通道。放射性核素峰发生了漂移，漂移后通道对应的峰为真实放射性核素峰。

在本实施例中，经过判断确定有两个核素的峰通道分别为645、732通道；峰信号值分别为1218、940；半高宽分别为16、17；所有通道的能谱曲线，如图2、图3所示。

S102、采用高斯拟合函数分别对两个放射性核素的能谱峰，建立各自的拟合函数，如图4所示；

根据能谱峰的通道，信号值，和半高宽，计算出能谱峰的高斯函数。高斯函数如下：

其中，Y_max为能谱峰的峰信号值，X_max为能谱峰的峰通道，S/2为能谱峰拟合半高宽的平方值，X_i为拟合曲线的通道值，Y_i为拟合曲线通道对应的信号值。

在本实施例中，公式如下：

S₁＝2×16²；

S₂＝2×17²。

S103、从第一个峰的通道开始遍历，每一个通道，直到第二个峰的通道；第一个峰的为左边的峰ch₁，第二个峰为右边的峰ch₂，也就是第一个峰的峰通道小于第二个峰的峰通道；遍历两个峰通道之间的每个通道；

在本实施例中，ch1＝645，ch2＝732。遍历645通道到732通道之间的每一个通道。

S104、根据当前遍历的通道，分别用两个拟合的函数计算对应的拟合信号值；遍历的通道为X_i，拟合信号值为

S105、如果

且

继续遍历；如果

则退出遍历，判定两种放射性核素的能谱峰不发生重叠；

S106、如果

且

记录该通道ch_i。

在本实施实例中，如图5所示，在通道688处，

满足

且

记录该通道ch＝688。

S107、若该通道满足：(ch_i-ch₁)≤2.5×bgk₁，且(ch₂-ch_i)≤2.5×bgk₂，则判定两个放射性核素的能谱峰发生重叠，重叠的通道为该遍历点的通道。

否则这两个海水放射性核素能谱峰没有发生重叠。其中，ch₁为第一个核素峰的通道，ch为第二个核素峰的通道；bgk₁为第一个核素峰的半高宽，bgk₂为第二个核素峰的半高宽。

在本实施实例中，ch-ch₁＝688-645＝43；2.5×bgk₁＝2.5×16＝40；

ch₂-ch＝732-688＝44；2.5×bgk₂＝2.5×17＝42.5；

因为43>40，而且44>42.5；也就是该通道不在第一个峰2.5倍的半高宽之内，也不在第二个峰2.5倍半高宽之内，所以判断这两个核素的能谱峰没有发生重叠。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)采用两种不同的核素对海水进行放射性检测，得到两个核素的峰；

(2)针对两个核素的峰，采用高斯拟合函数分别对两种放射性核素的能谱峰，建立各自的拟合函数：

其中，

为第一个核素能谱峰的峰信号值，

为第二个核素能谱峰的峰信号值；

分别为第一个核素能谱峰、第二个核素能谱峰的峰通道；S₁、S₂分别为第一个核素能谱峰、第二个核素能谱峰拟合半高宽的平方值×2；X_i为拟合曲线的通道值；

为采用第一个核素峰拟合曲线计算的每个通道对应拟合信号值；

为采用第二个核素峰拟合曲线计算的每个通道对应拟合信号值；

(3)从左至右，遍历两个核素峰之间的通道；左边的峰为第一个峰，右边的峰为第二个峰；第一个峰的峰通道小于第二个峰的峰通道；

(4)根据当前遍历的通道X_i，分别用两个拟合函数计算每个通道对应的拟合信号值

(5)从左到右遍历，如果

则结束判断；

(6)如果

进一步判断：若

继续遍历；若

则记录该通道ch_i；

(7)若记录的通道满足：(ch_i-ch₁)≤2.5×bgk₁，且(ch₂-ch_i)≤2.5×bgk₂，则判定两种放射性核素的能谱峰发生重叠，重叠的通道为该遍历点的通道；其中，ch₁为第一个核素峰的通道，ch₂为第二个核素峰的通道；bgk₁为第一个核素峰的半高宽，bgk₂为第二个核素峰的半高宽。

2.根据权利要求1所述的一种海水放射性核素能谱峰重叠的判断方法，其特征在于：所述步骤(1)中，判断两个核素的峰是否发生漂移，若发生漂移，则对两个放射性核素的峰进行重新标定，以标定后的峰为准。

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