CN117647831B - 一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法及系统，属于粒子甄别技术领域。构建标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图：将样品输入至液体闪烁计数器，对液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样；基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法计算每个脉冲信号的最大幅值；基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值‑慢信号能量占比‑粒子个数三维分离谱图；将各个样品的三维分离谱图作对比，得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
Description
技术领域
本发明涉及粒子甄别技术领域，尤其是指一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法及系统。
背景技术
液体闪烁计数器是一种将样品与液体闪烁体充分混合进行测量的辐射探测器，由于可以实现4探测立体视角且在探测过程中不存在样品自吸收问题，拥有非常高的探测效率。并且，由于其样品制备简单，可同时测量α/β放射性核素，因此在核电、环境、医学、生物等领域得到了广泛的应用。
使用液体闪烁计数器测量α/β混合样品时，β粒子会产生从零到最大能量的连续能谱（0-2MeV），而α粒子会发射4MeV至6MeV的高能粒子。与β粒子相比，α粒子与液体闪烁介质的相互作用的特性在于闪烁或光子产额较低，光输出大约为β粒子的十分之一。这就导致一些α和β核素的能量可能会重叠，并且能谱不能通过简单的能量分辨来区分，从而无法对混合α/β样品中的α粒子和β粒子进行计数。现有技术中将混合样品输入液体闪烁计数器中，使用模拟电路对输出的脉冲信号进行过零定时或恒定比例定时，由于α粒子和β粒子产生的脉冲信号在过零点附近表现出不同的特性，因此基于每个脉冲信号在过零点时的特性对混合样品中的α粒子和β粒子进行分类和计数。但是多个粒子在短时间内连续到达计数器会导致多个脉冲信号的过零点重叠，无法准确分辨每个脉冲信号的过零点，从而产生计数误差；另外，模拟电路的复杂度高并且调试困难，成本较高。
综上所述，现有的基于液体闪烁计数器的αβ计数方法存在计数准确率低，电路复杂度高且调试困难，成本较高的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法存在计数准确率低，电路复杂度高且调试困难，成本较高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，包括：
分别构建标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图；其中，三维分离谱图的具体构建过程包括：
将样品输入至液体闪烁计数器中，对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样；
基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；
基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图；
将所述α/β混合样品三维分离谱图分别与所述标准α核素样品三维分离谱图和所述标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
在本发明的一个实施例中，当所述液体闪烁计数器包括两个输出端时，将样品输入至液体闪烁计数器中，对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样包括：
将样品输入至所述液体闪烁计数器中，获取所述液体闪烁计数器的两个输出端输出的第一符合信号和第二符合信号，对所述第一符合信号和所述第二符合信号进行滤波；
对滤波后的第一符合信号和第二符合信号进行符合，每当滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，对所述液体闪烁计数器的两个输出端当前输出的第一脉冲信号和第二脉冲信号进行求和得到目标脉冲信号，对所述目标脉冲信号进行采样。
在本发明的一个实施例中，对所述目标脉冲信号进行采样前还包括对所述目标脉冲信号进行处理，得到基线为零的目标脉冲信号。
在本发明的一个实施例中，脉冲信号的慢信号能量占比的计算公式为：
，
其中，表示脉冲信号的慢信号能量占比，/>表示脉冲信号的最大幅值，/>表示脉冲信号在/>时刻的幅值。
在本发明的一个实施例中，基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图包括：
以脉冲信号的最大幅值为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的最大幅值和粒子个数构建样品第一二维能量谱图；
以脉冲信号的慢信号能量占比为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的慢信号能量占比和粒子个数构建样品第二二维能量谱图；
以脉冲信号的最大幅值为x轴，以脉冲信号的慢信号能量占比为y轴，以粒子个数为z轴，基于所述样品第一二维能量谱图和所述样品第二二维能量谱图构建样品三维分离谱图。
在本发明的一个实施例中，还包括：
构建本底样品三维分离谱图；
将所述α/β混合样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标α/β混合样品三维分离谱图；
将所述标准α核素样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标标准α核素样品三维分离谱图；
将所述标准β核素样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标标准β核素样品三维分离谱图；
将所述目标α/β混合样品三维分离谱图分别与所述目标标准α核素样品三维分离谱图和所述目标标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
本发明还提供了一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，包括：
高速模数转换器，与液体闪烁计数器的输出端相连，用于对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号进行采样；
数字逻辑处理器，与所述高速模数转换器相连，包括：
最大幅值计算模块，用于基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
慢信号能量占比计算模块，用于基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；
三维分离谱图构建模块，用于基于标准α核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准α核素样品三维分离谱图；基于标准β核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准β核素样品三维分离谱图；基于α/β混合样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建α/β混合样品三维分离谱图；
三维分离谱图比对模块，用于将所述α/β混合样品三维分离谱图分别与所述标准α核素样品三维分离谱图和所述标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量；
显示器，与所述数字逻辑处理器相连，用于显示所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
在本发明的一个实施例中，当液体闪烁计数器包括两个输出端时，还包括：
第一幅度甄别器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第一输出端相连，其输出端与所述数字逻辑处理器相连，用于获取所述第一输出端输出的第一符合信号，并对所述第一符合信号进行滤波；
第二幅度甄别器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第二输出端相连，其输出端与所述数字逻辑处理器相连，用于获取所述第二输出端输出的第二符合信号，并对所述第二符合信号进行滤波；
加和器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第一输出端和第二输出端相连，其输出端与所述高速模数转换器的输入端相连，用于对所述第一输出端和所述第二输出端输出的脉冲信号进行求和，得到目标脉冲信号。
在本发明的一个实施例中，所述数字逻辑处理器还包括：
控制模块，与所述第一幅度甄别器和所述第二幅度甄别器相连，用于对滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号进行符合，当所述滤波后的第一符合信号和所述滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，控制所述高速模数转换器对当前目标脉冲信号进行采样。
在本发明的一个实施例中，还包括：
基线稳零器，其输入端与所述加和器的输出端相连，其输出端与所述高速模数转换器的输入端相连，用于对所述目标脉冲信号进行处理，输出基线为零的目标脉冲信号。
本申请提供的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法分别构建标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图，将三个三维分离谱图作对比即可得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。由于脉冲信号的幅度大小对应射线能量大小，而α粒子和β粒子释放的能量不同，所以α粒子和β粒子对应的脉冲信号的最大幅值不同，另外，由于α粒子和β粒子的衰减时间不同，所以α粒子和β粒子对应的脉冲信号的上升沿形状也存在差别，即α粒子和β粒子对应的脉冲信号的慢信号能量占比不同，因此，本申请基于标准α核素样品、标准β核素样品和α/β混合样品对应的脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子数量构建了各个样品的三维分离谱图，通过对比各个样品的三维分离谱图即可得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。本申请在构建样品三维分离谱图时仅需要对液体闪烁计数器输出的脉冲信号进行采样即可，无需设计复杂的模拟电路，不仅操作简单，成本较低，而且提高了计数准确率，具有更高的计数精度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本申请提供的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法流程图；
图2为本申请提供的脉冲信号的慢信号能量占比计算原理示意图；
图3为本申请提供的标准α核素样品谱图；其中，图3中的（a）为标准α核素样品三维分离谱图，图3中的（b）为标准α核素样品第一二维能量谱图，图3中的（c）为标准α核素样品第二二维能量谱图；
图4为本申请提供的标准β核素样品谱图；其中，图4中的（a）为标准β核素样品三维分离谱图，图4中的（b）为标准β核素样品第一二维能量谱图，图4中的（c）为标准β核素样品第二二维能量谱图；
图5为本申请提供的α/β混合样品谱图；其中，图5中的（a）为α/β混合样品三维分离谱图，图5中的（b）为α/β混合样品第一二维能量谱图，图5中的（c）为α/β混合样品第二二维能量谱图；
图6为本申请提供的本底样品谱图；其中，图6中的（a）为本底样品三维分离谱图，图6中的（b）为本底样品第一二维能量谱图，图6中的（c）为本底样品第二二维能量谱图；
图7为本申请实施例提供的一种液体闪烁计数器结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统结构示意图；
说明书附图标记说明：1、液体闪烁体；2、测量暗室；3、光电倍增管；31、第一光电倍增管；32、第二光电倍增管；4、分压器；41、第一分压器；42、第二分压器；5、高压电源；51、第一高压电源；52、第二高压电源；6、前置放大器；61、第一前置放大器；62、第二前置放大器；7、高速模数转换器；8、数字逻辑处理器；9、显示器；10、第一幅度甄别器；11、第二幅度甄别器；12、加和器；13、基线稳零器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参阅图1，本申请提供的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法包括：
S10：分别构建标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图；其中，三维分离谱图的具体构建过程包括：
S101：将样品输入至液体闪烁计数器中，对液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样；
S102：基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
S103：基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；
S104：基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图；
S20：将α/β混合样品三维分离谱图分别与标准α核素样品三维分离谱图和标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
由于脉冲信号的幅度大小对应射线能量大小，而α粒子和β粒子释放的能量不同，所以α粒子和β粒子对应的脉冲信号的最大幅值不同，另外，由于α粒子和β粒子的衰减时间不同，所以α粒子和β粒子对应的脉冲信号的上升沿形状也存在差别，即α粒子和β粒子对应的脉冲信号的慢信号能量占比不同。因此，本申请基于标准α核素样品、标准β核素样品和α/β混合样品对应的脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子数量构建了各个样品的三维分离谱图，通过对比各个样品的三维分离谱图即可得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
另外，本申请在构建样品三维分离谱图时仅需要对液体闪烁计数器输出的脉冲信号进行采样即可，无需设计复杂的模拟电路，不仅操作简单，成本较低，而且避免了使用模拟电路时多个粒子在短时间内连续到达导致多个脉冲信号的过零点重叠，无法准确分辨每个脉冲信号的过零点，从而产生计数误差的问题，提高了计数准确率，具有更高的计数精度。
具体地，在本申请的一些实施例中，当液体闪烁计数器具有两个输出端时，步骤S101的具体实现过程为：
将样品输入至液体闪烁计数器中，获取液体闪烁计数器的两个输出端输出的第一符合信号和第二符合信号，对第一符合信号和第二符合信号进行滤波；
对滤波后的第一符合信号和第二符合信号进行符合，每当滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，对液体闪烁计数器的两个输出端当前输出的第一脉冲信号和第二脉冲信号进行求和得到目标脉冲信号，对目标脉冲信号进行采样。
利用两个光电倍增管符合技术先对液体闪烁计数器输出的符合信号进行阈值甄别，滤除符合信号中的噪声信号，再对两个符合信号进行符合，当两个符合信号的脉冲到达时间相同时，表明此时液体闪烁计数器输出的脉冲信号为有效信号，因此，当液体闪烁计数器包括两个输出端时，可以仅对有效脉冲信号进行采样，降低噪声本底，提高计数准确率。
可选地，在本申请的一些实施例中，对目标脉冲信号进行采样前还包括对目标脉冲信号进行处理，得到基线为零的目标脉冲信号，消除基线波动对脉冲信号的影响，进一步提高计数准确率。
进一步地，由于α粒子和β粒子的衰减时间不一致，所以输出的脉冲信号在上升沿形状上存在差别，β粒子衰减快，所以脉冲信号的上升时间较快，α粒子衰减慢，因此脉冲信号上升时间较慢，而整个脉冲信号的能量为快信号分量和慢信号分量累计贡献的总和，所以α粒子和β粒子对应的脉冲信号的慢信号能量占比也不同，基于此，本申请实施例在构建样品三维分离谱图时考虑了α粒子和β粒子的这一区别。
具体地，如图2所示，步骤S103中脉冲信号的慢信号能量占比的计算公式为：
，
其中，表示脉冲信号的慢信号能量占比，/>表示脉冲信号的最大幅值，/>表示脉冲信号在/>时刻的幅值。
具体地，t时刻为可调节参数，在实际使用场景中，可以通过计算t取不同值时α粒子和β粒子的计数准确率得到最佳甄别参数t。
可选地，在本申请的一些实施例中，步骤S104中可以直接根据样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品三维分离谱图。
在本申请的另一些实施例中，样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图的构建方法还可以为：
以脉冲信号的最大幅值为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的最大幅值和粒子个数构建样品第一二维能量谱图；
以脉冲信号的慢信号能量占比为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的慢信号能量占比和粒子个数构建样品第二二维能量谱图；
以脉冲信号的最大幅值为x轴，以脉冲信号的慢信号能量占比为y轴，以粒子个数为z轴，基于样品第一二维能量谱图和样品第二二维能量谱图构建样品三维分离谱图。
通过两个二维能量谱图，可以清晰的看出样品的慢信号能量占比与粒子个数以及样品的最大幅值与粒子个数之间的关系，再基于两个二维能量谱图构建最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数之间的三维关系图，能够直观地看出不同样品的三个指标之间的关系。另外，由于三维图的构建难度通常比二维图的构建难度大，因此，可以先构建最大幅值-粒子个数、慢信号能量占比-粒子个数的二维能量谱图，再基于二维能量谱图构建样品三维分离谱图。
作为优选地，在本申请的一些实施例中，该计数方法还包括：
构建本底样品三维分离谱图；
将α/β混合样品三维分离谱图减去本底样品三维分离谱图，得到目标α/β混合样品三维分离谱图；
将标准α核素样品三维分离谱图减去本底样品三维分离谱图，得到目标标准α核素样品三维分离谱图；
将标准β核素样品三维分离谱图减去本底样品三维分离谱图，得到目标标准β核素样品三维分离谱图；
将目标α/β混合样品三维分离谱图分别与目标标准α核素样品三维分离谱图和目标标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
将标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图均减去本底样品三维分离谱图再进行比对，可以去除本底样品的干扰，更精确地甄别α/β混合样品中的α粒子和β粒子，提高计数准确率。
示例地，本申请使用239Pu作为标准α核素，90Sr/90Y作为标准β核素，使用低钾玻璃瓶，Ultima Gold AB闪烁液，按照闪烁液15ml：水样1ml的比例分别制作本底样品、标准α核素样品、标准β核素样品和α/β混合样品，基于上述实施例提供的方法，对α/β混合样品中的α粒子和β粒子进行计数。
请参阅图3，图3中的（a）为标准α核素样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图，图3中的（b）为标准α核素样品的最大幅值-粒子个数二维能量谱图，图3中的（c）为标准α核素样品的慢信号能量占比-粒子个数二维能量谱图；
请参阅图4，图4中的（a）为标准β核素样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图，图4中的（b）为标准β核素样品的最大幅值-粒子个数二维能量谱图，图4中的（c）为标准β核素样品的慢信号能量占比-粒子个数二维能量谱图；
请参阅图5，图5中的（a）为α/β混合样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图，图5中的（b）为α/β混合样品的最大幅值-粒子个数二维能量谱图，图5中的（c）为α/β混合样品的慢信号能量占比-粒子个数二维能量谱图；
请参阅图6，图6中的（a）本底样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图，图6中的（b）为本底样品的最大幅值-粒子个数二维能量谱图，图6中的（c）为本底样品的慢信号能量占比-粒子个数二维能量谱图；
将图5中的（a）和图3中的（a）、图4中的（a）对比，可以的得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
基于本实施例的计数结果计算，使用本申请提供的方法得到的α粒子数量甄别误率为1.82%，β粒子数量甄别误率为1.65%，相比于现有的使用模拟电路的甄别方法具有更高的计数准确率。
基于上述实施例提供的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，本申请实施例还提供了一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统；
具体地，液体闪烁计数器包括：液体闪烁体1、测量暗室2、光电倍增管3、分压器4、高压电源5以及前置放大器6。
液体闪烁体1和光电倍增管3端面放置在测量暗室2内，测量暗室2内部涂有反射层，以将液体闪烁体1发射的荧光收集到光电倍增管3；
光电倍增管3连接分压器4，将光信号转换为电信号输出至前置放大器6，前置放大器6将电信号转换为与后续的信号处理电路阻抗相匹配的符合信号及脉冲信号；
高压电源5为光电倍增管3提供电源。
基于上述液体闪烁计数器，本申请实施例提供的系统包括：
高速模数转换器7，与液体闪烁计数器的输出端相连，用于对液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号进行采样；
数字逻辑处理器8，与高速模数转换器7相连，包括：
最大幅值计算模块，用于基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
慢信号能量占比计算模块，用于基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；
三维分离谱图构建模块，用于基于标准α核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准α核素样品三维分离谱图；基于标准β核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准β核素样品三维分离谱图；基于α/β混合样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建α/β混合样品三维分离谱图；
三维分离谱图比对模块，用于将α/β混合样品三维分离谱图分别与标准α核素样品三维分离谱图和标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量；
显示器9，与数字逻辑处理器8相连，用于显示α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
请参阅图7，图7为本申请实施例提供的一种具有两个输出端的液体闪烁计数器，其中：
第一光电倍增管31、第二光电倍增管32分别放置在测量暗室2两侧，并分别连接第一分压器41和第二分压器42，用于将光信号转换为电信号输出至第一前置放大器61和第二前置放大器62，第一前置放大器61作为第一输出端输出第一符合信号和第一脉冲信号，第二前置放大器62作为第二输出端输出第二符合信号和第二脉冲信号；
第一高压电源51和第二高压电源52分别为第一光电倍增光31和第二光电倍增管32供电。
如图8所示为本申请实施例提供的基于图7所示的液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，其还包括：
第一幅度甄别器10，其输入端与液体闪烁计数器的第一输出端相连，其输出端与数字逻辑处理器8相连，用于获取第一输出端输出的第一符合信号，并对第一符合信号进行滤波；
第二幅度甄别器11，其输入端与液体闪烁计数器的第二输出端相连，其输出端与数字逻辑处理器8相连，用于获取第二输出端输出的第二符合信号，并对第二符合信号进行滤波；
加和器12，其输入端与液体闪烁计数器的第一输出端和第二输出端相连，其输出端与高速模数转换器7的输入端相连，用于对第一输出端和第二输出端输出的脉冲信号进行求和，得到目标脉冲信号。
进一步地，数字逻辑处理器8还包括：
控制模块，与第一幅度甄别器10和第二幅度甄别器11相连，用于对滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号进行符合，当滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，控制高速模数转换器7对当前目标脉冲信号进行采样。
可选地，在本申请的一些实施例中，该系统还包括：
基线稳零器13，其输入端与加和器12的输出端相连，其输出端与高速模数转换器7的输入端相连，用于对目标脉冲信号进行处理，输出基线为零的目标脉冲信号。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，其特征在于，包括：
分别构建标准α核素样品三维分离谱图、标准β核素样品三维分离谱图和α/β混合样品三维分离谱图；其中，三维分离谱图的具体构建过程包括：
将样品输入至液体闪烁计数器中，对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样；
基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；其中，脉冲信号的慢信号能量占比的计算公式为：
其中，SEP表示脉冲信号的慢信号能量占比，Vp表示脉冲信号的最大幅值，Vt表示脉冲信号在t时刻的幅值；
基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图；
将所述α/β混合样品三维分离谱图分别与所述标准α核素样品三维分离谱图和所述标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
2.根据权利要求1所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，其特征在于，当所述液体闪烁计数器包括两个输出端时，将样品输入至液体闪烁计数器中，对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号分别进行采样包括：
将样品输入至所述液体闪烁计数器中，获取所述液体闪烁计数器的两个输出端输出的第一符合信号和第二符合信号，对所述第一符合信号和所述第二符合信号进行滤波；
对滤波后的第一符合信号和第二符合信号进行符合，每当滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，对所述液体闪烁计数器的两个输出端当前输出的第一脉冲信号和第二脉冲信号进行求和得到目标脉冲信号，对所述目标脉冲信号进行采样。
3.根据权利要求2所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，其特征在于，对所述目标脉冲信号进行采样前还包括对所述目标脉冲信号进行处理，得到基线为零的目标脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，其特征在于，基于样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建样品的最大幅值-慢信号能量占比-粒子个数三维分离谱图包括：
以脉冲信号的最大幅值为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的最大幅值和粒子个数构建样品第一二维能量谱图；
以脉冲信号的慢信号能量占比为横坐标，以粒子个数为纵坐标，基于样品的各个脉冲信号的慢信号能量占比和粒子个数构建样品第二二维能量谱图；
以脉冲信号的最大幅值为x轴，以脉冲信号的慢信号能量占比为y轴，以粒子个数为z轴，基于所述样品第一二维能量谱图和所述样品第二二维能量谱图构建样品三维分离谱图。
5.根据权利要求1所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数方法，其特征在于，还包括：
构建本底样品三维分离谱图；
将所述α/β混合样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标α/β混合样品三维分离谱图；
将所述标准α核素样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标标准α核素样品三维分离谱图；
将所述标准β核素样品三维分离谱图减去所述本底样品三维分离谱图，得到目标标准β核素样品三维分离谱图；
将所述目标α/β混合样品三维分离谱图分别与所述目标标准α核素样品三维分离谱图和所述目标标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
6.一种基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，其特征在于，包括：
高速模数转换器，与液体闪烁计数器的输出端相连，用于对所述液体闪烁计数器输出的每个脉冲信号进行采样；
数字逻辑处理器，与所述高速模数转换器相连，包括：
最大幅值计算模块，用于基于每个脉冲信号的各个采样点对应幅值，利用脉冲幅度分析算法分别计算每个脉冲信号的最大幅值；
慢信号能量占比计算模块，用于基于每个脉冲信号的最大幅值和t时刻幅值计算每个脉冲信号的慢信号能量占比；其中，脉冲信号的慢信号能量占比的计算公式为：
其中，SEP表示脉冲信号的慢信号能量占比，Vp表示脉冲信号的最大幅值，Vt表示脉冲信号在t时刻的幅值；
三维分离谱图构建模块，用于基于标准α核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准α核素样品三维分离谱图；基于标准β核素样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建标准β核素样品三维分离谱图；基于α/β混合样品的各个脉冲信号的最大幅值、慢信号能量占比和粒子个数构建α/β混合样品三维分离谱图；
三维分离谱图比对模块，用于将所述α/β混合样品三维分离谱图分别与所述标准α核素样品三维分离谱图和所述标准β核素样品三维分离谱图作对比，得到所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量；
显示器，与所述数字逻辑处理器相连，用于显示所述α/β混合样品中的α粒子数量和β粒子数量。
7.根据权利要求6所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，其特征在于，当液体闪烁计数器包括两个输出端时，还包括：
第一幅度甄别器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第一输出端相连，其输出端与所述数字逻辑处理器相连，用于获取所述第一输出端输出的第一符合信号，并对所述第一符合信号进行滤波；
第二幅度甄别器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第二输出端相连，其输出端与所述数字逻辑处理器相连，用于获取所述第二输出端输出的第二符合信号，并对所述第二符合信号进行滤波；
加和器，其输入端与所述液体闪烁计数器的第一输出端和第二输出端相连，其输出端与所述高速模数转换器的输入端相连，用于对所述第一输出端和所述第二输出端输出的脉冲信号进行求和，得到目标脉冲信号。
8.根据权利要求7所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，其特征在于，所述数字逻辑处理器还包括：
控制模块，与所述第一幅度甄别器和所述第二幅度甄别器相连，用于对滤波后的第一符合信号和滤波后的第二符合信号进行符合，当所述滤波后的第一符合信号和所述滤波后的第二符合信号的脉冲到达时间相同时，控制所述高速模数转换器对当前目标脉冲信号进行采样。
9.根据权利要求8所述的基于液体闪烁计数器的αβ粒子计数系统，其特征在于，还包括：
基线稳零器，其输入端与所述加和器的输出端相连，其输出端与所述高速模数转换器的输入端相连，用于对所述目标脉冲信号进行处理，输出基线为零的目标脉冲信号。
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