DE112008003554B4 - Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen zur Verwendung bei Spektrometern mit mehreren Kanälen - Google Patents

Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen zur Verwendung bei Spektrometern mit mehreren Kanälen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Korrektur von Peak-Verschiebungen bei einem Spektrometer mit mehreren Kanälen, welches die nachstehend aufgeführten Schritte beinhaltet:- Erhalt von Energieskalierungsparametern des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen;- Erhalt von gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparametern eines Umgebungshintergrundes;- Analyse der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren zu beurteilen, ob zwischen beiden Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht, und um einen Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen zu bestimmen, sowie- Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen mittels vorstehend bezeichnetem Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen, wobei das Verfahren außerdem den Schritt beinhaltet: es erfolgt ein kontinuierlicher Erhalt der gegenwärtigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um eine Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen.

Description

  • Technisches Gebiet:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Messung von Strahlung radioaktiver Substanzen und der Identifizierung von Nukliden, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Spektrometer mit mehreren Kanälen, und wiederum insbesondere ein Verfahren zur Korrektur von Peak-Verschiebungen eines Nal-Spektrometers mit mehreren Kanälen sowie eine für das betreffende Verfahren verwendete Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen.
  • Stand der Technik:
  • Spektrometer mit mehreren Kanälen weisen ein Leuchtkristall, eine optisch-elektronische Multiplier-Röhre, eine elektronische Verstärkungsvorrichtung und eine Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen auf und werden dazu verwendet, verschiedene Strahlungen zu messen und eine Identifizierung von Nukliden vorzunehmen. Das grundlegende Prinzip der betreffenden Vorrichtung ist nachstehend aufgeführt: Der Leuchtkristall absorbiert (beziehungsweise absorbiert teilweise) Strahlung, leuchtet und übermittelt das Licht an eine optisch-elektronische Multiplier-Röhre. Die optisch-elektronische Multiplier-Röhre wandelt das Licht optisch-elektronisch zu Elektroimpulsen um. Die elektronische Verstärkungsvorrichtung nimmt eine Formung und Verstärkung dieser Elektroimpulse vor und übermittelt die auf diese Weise bearbeiteten Elektroimpulse an die Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen weiter. Die Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen analysiert die vorstehend bezeichneten Elektroimpulse und wandelt die Elektroimpulse in digitale Signale um. Weil es sich bei dem vorstehend bezeichneten Vorgang um einen linearen Verstärkungsvorgang handelt, ist es möglich, mittels der Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen das Energiespektrum der eingehenden Strahlung zu messen und die Nuklide zu bestimmen.
  • Unter den Leuchtkristallen weist ein Nal-Leuchtkristall eine hohe Leuchtintensität mit hoher Messeffizienz und guter Energiedifferenzierung auf. Daher handelt es sich hierbei nach wie vor um den am häufigsten verwendeten Leuchtkristall. Aus diesem Grund handelt es sich bei Nal-Spektrometern mit mehreren Kanälen, welche einen Nal-Leuchtkristall aufweisen, um gängige Vorrichtungen zur Messung radioaktiver Substanzen sowie zur Identifizierung und Analyse von Nukliden. Allerdings unterliegen die Leuchtintensität und Lichtübertragung des Nal-Leuchtkristalls von Nal-Spektrometern mit mehreren Kanälen sowie die Spezifikationen der optischelektronischen Multiplier-Röhre, die Leistung der Verstärkungsvorrichtung und die Stabilität der hohen Spannung starken Beeinträchtigungen durch Änderungen der Umgebungstemperatur und der Umgebungsfeuchtigkeit. Aus diesem Grund können Formen von mittels Nal-Spektrometern mit mehreren Kanälen gemessener Strahlungsenergiespektren und Peak-Positionen Verschiebungen infolge der vorstehend aufgeführten Umgebungsfaktoren erfahren, was eine Verfälschung der Ergebnisse bewirkt. Aus diesem Grund ist es normalerweise erforderlich, dass eine Standardradioaktivitätsquelle zur Nachregulierung verwendet wird.
  • Bei dem gegenwärtig verwendeten technischen Verfahren mit Standardradioaktivitätsquelle erfolgt beispielsweise die Einbringung geringer Mengen radioaktiver Nuklide in den Kristall beziehungsweise erfolgt mittels LED die Simulation von Strahlung, um bei der Durchführung der Messung eine Nachregulierung vorzunehmen. Bei einem anderen gegenwärtig verwendeten technischen Verfahren erfolgt mittels spezifischer Peaks des natürlichen Hintergrundspektrums die manuelle Nachregulierung.
  • Die genannten Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus DE 41 14 030 C1 , US 4 580 049 A , US 6 389 367 B1 , US 4 346 590 A und WANG, G.X. et al.: A spectrum-stabilization technique research for Nal (TI) scintillation spectrometer. China geophysics 2006, 191 bekannt.
  • Diese technischen Verfahren mit Nachregulierung bieten jedoch sämtlich keine Möglichkeit, eine Kontrolle der Peak-Verschiebungen in Echtzeit vorzunehmen. Dies stellt einen Nachteil der vorstehend aufgeführten technischen Verfahren dar. Weil zudem die technischen Verfahren mit Nachregulierung oftmals die Verwendung einer Standardradioaktivitätsquelle implizieren, führt dies ferner zu dem Problem, dass eine strenge Kontrolle der Standardradioaktivitätsquelle erforderlich ist.
  • Offenbarung der Erfindung:
  • Auf der Grundlage der vorstehend aufgeführten Situation besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines bequemen und schnell zu handhabenden Spektrometers mit mehreren Kanälen, insbesondere einer Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen für ein Nal-Spektrometer mit mehreren Kanälen sowie eines Verfahrens zur Korrektur in Echtzeit von Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen.
  • Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat festgestellt: Unter stabilen geometrischen und räumlichen Bedingungen sind das natürliche Hintergrundspektrum und das Energiespektrum spezifischer Energie-Peaks natürlicher radioaktiver Elemente (im folgenden Text werden beide zusammen als Umgebungshintergrundspektrum bezeichnet) in Hinblick auf ihre Struktur und ihre spezifischen Peaks relativ stabil. Der Anmelder hat die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der relativen Stabilität des Umgebungshintergrundspektrums entwickelt.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zur Korrektur von Peak-Verschiebungen bei einem Spektrometer mit mehreren Kanälen, welches die nachstehend aufgeführten Schritte beinhaltet:
    • - Erhalt von Energieskalierungsparametern des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen;
    • - Erhalt von gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparametern eines Umgebungshintergrundes;
    • - Analyse der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren zu beurteilen, ob zwischen beiden Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht, und um einen Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen zu bestimmen, sowie
    • - Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen mittels vorstehend bezeichnetem Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen, wobei das Verfahren außerdem den Schritt beinhaltet: es erfolgt ein kontinuierlicher Erhalt der gegenwärtigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um eine Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante beinhaltet die vorstehend bezeichnete Bestimmung des Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen, dass entsprechend der Positionsverschiebungen der Peak-Verschiebungen der vorstehend bezeichnete Korrekturkoeffizient der Peak-Verschiebungen bestimmt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante beinhaltet das Verfahren außerdem den folgenden Schritt: mittels eines der Umgebungstemperatur entsprechenden Korrekturkoeffizienten der Umgebungstemperatur des Spektrometers mit mehreren Kanälen erfolgt eine weitere Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante handelt es sich bei dem vorstehend bezeichneten Spektrometer mit mehreren Kanälen um ein Nal- Spektrometer mit mehreren Kanälen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante beinhaltet das Verfahren außerdem den Schritt: es erfolgt eine Speicherung der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes sowie der Energieskalierungsparameter des Spektrometers mit mehreren Kanälen vor und nach der Korrektur.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung offenbart eine Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen zur Durchführung des o.g. Verfahrens, wobei die vorstehend bezeichnete Impulsanalysevorrichtung aufweist:
    • eine Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung, welche dazu verwendet wird, Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen zu erhalten;
    • eine Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung, welche dazu verwendet wird, gegenwärtige und vorherige Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes zu erhalten;
    • eine Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen, welche dazu verwendet wird, eine Analyse der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes vorzunehmen, um mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren zu bestimmen, ob zwischen den beiden Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht, und um außerdem einen Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen zu bestimmen; sowie
    • eine Parameter-Korrekturvorrichtung, welche dazu verwendet wird, mittels eines vorstehend bezeichneten Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen eine Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen, wobei die vorstehend bezeichnete Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung kontinuierlich die vorstehend bezeichneten gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes erhält, wobei die vorstehend bezeichnete Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen kontinuierlich die Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen bestimmt, wobei die vorstehend bezeichnete Parameter-Korrekturvorrichtung kontinuierlich die Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen korrigiert, damit die vorstehend bezeichnete Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen eine Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen vornehmen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante bestimmt die vorstehend bezeichnete Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen entsprechend der Positionsverschiebung der Peak-Verschiebungen den Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante weist die Impulsanalysevorrichtung außerdem eine Messvorrichtung für Temperaturkoeffizienten auf, welche dazu verwendet wird, mittels der Umgebungstemperatur entsprechenden Korrekturkoeffizienten der Umgebungstemperatur des Spektrometers mit mehreren Kanälen eine weitere Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante handelt es sich bei dem vorstehend bezeichneten Spektrometer mit mehreren Kanälen um ein Nal-Spektrometer mit mehreren Kanälen.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante weist die Impulsanalysevorrichtung außerdem eine Speichervorrichtung auf, welche dazu verwendet wird, die gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes sowie die Energieskalierungsparameter des Spektrometers mit mehreren Kanälen vor und nach der Korrektur zu speichern.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung offenbart ein Spektrometer mit mehreren Kanälen, welches eine wie zuvor beschriebene Impulsanalysevorrichtung aufweist.
  • Erläuterung der Abbildungen:
  • Nachstehend aufgeführt erfolgt anhand der beigefügten Abbildungen und praktischer Ausführungsbeispiele eine detaillierte Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen sowie der erfindungsgemäßen Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen.
  • Bei der handelt es sich um ein Diagramm des Spektrometers mit mehreren Kanälen eines praktischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der handelt es sich um ein Fluss-Diagramm des Verfahrens der Korrektur von Peak-Verschiebungen eines Spektrometers mit mehreren Kanälen eines praktischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Praktische Ausführungsbeispiele:
  • In wird ein erfindungsgemäßes Spektrometer mit mehreren Kanälen 10 eines praktischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ähnlich wie bei herkömmlichen Spektrometern mit mehreren Kanälen weist das Spektrometer mit mehreren Kanälen 10 einen Nal-Leuchtkristall 20, eine optisch-elektronische Multiplier-Röhre 30, eine elektronische Verstärkungsvorrichtung 40 und eine Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen 40 [das Bezugszeichen 40 wird hier doppelt vergeben, Anm. d. Übers.] auf. Um die Beschreibung zu vereinfachen, erfolgt an dieser Stelle keine weitere Erläuterung identischer Teile und Funktionen herkömmlicher Spektrometer mit mehreren Kanälen.
  • Das Spektrometer mit mehreren Kanälen 10 weist außerdem einen Umgebungstemperatursensor 50 auf, welcher dazu verwendet wird, die gegenwärtige Umgebungstemperatur zu erhalten und diese an die Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen 40 zu übermitteln.
  • Die Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen 40 weist eine Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung 130, eine Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140, eine Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110, eine Umgebungsparameter-Speicherungsvorrichtung 120, eine Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen 150, eine Parameter-Korrekturvorrichtung 160, eine Messvorrichtung für Temperaturkoeffizienten 170 und eine Energiespektrum-Skaliervorrichtung 180 auf.
  • Die Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung 130 nimmt mittels der Standardradioaktivitätsquelle eine Energieskalierung des Spektrometers mit mehreren Kanälen vor, um auf diese Weise die Energieskalierungsparameter des betreffenden Spektrometers mit mehreren Kanälen zu erhalten: Ei = A x i + B, i = 1, 2, 3, ... ... 1024, hierbei bedeutet i die Kanalzahl. Ei bedeutet die Energie des i-ten Kanals, A und B bedeuten Energieskalierungskoeffizienten. Die Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung 130 speichert die erhaltenen Energieskalierungskoeffizienten A und B in der Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140. Die Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140 hat außer der Speicherung der von der Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung 130 erhaltenen Energieskalierungsparameter A und B außerdem die Aufgabe, die von der Parameter-Korrekturvorrichtung 160 korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' zu speichern.
  • Die Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 wird dazu verwendet, das gegenwärtige Umgebungshintergrundenergiespektrum D zu erhalten und das betreffende Umgebungshintergrundenergiespektrum D einer Energieskalierung zu unterziehen: Di = A x i + B, i = 1, 2, 3, ...... 1024, hierbei bedeutet i die Kanalzahl. Di bedeutet die Energie des Umgebungshintergrundenergiespektrums des i-ten Kanals, A und B bedeuten Energieskalierungskoeffizienten. Die Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 erhält außerdem die in dem Umgebungshintergrundenergiespektrum D enthaltenen spezifischen Energie-Peaks der natürlichen radioaktiven Nuklide - wie beispielsweise Peak 40K usw. - und speichert diese Parameter - wie beispielsweise Di, PEAK40K - in der Umgebungsparameter-Speicherungsvorrichtung 120. Die Umgebungsparameter-Speicherungsvorrichtung 120 hat außer der Speicherung der gegenwärtigen Parameter des Umgebungshintergrundenergiespektrums D außerdem die Aufgabe, die vorherigen Parameter Ci des Hintergrundenergiespektrums C zu speichern, welche die Vorrichtung von der Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 erhalten hat.
  • Die Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 nimmt zu regelmäßigen Zeiten Energieskalierungen des gegenwärtigen Umgebungshintergrundenergiespektrums D vor, um auf diese Weise Hintergrundspektrumparameter Di zu erhalten und das erhaltene Hintergrundspektrumparameter Di an die Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen 150 zu übermitteln. Die Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen 150 hat abgesehen von dem Erhalt des Hintergrundspektrumparameters Di außerdem die Aufgabe, von der Umgebungsparameter-Speicherungsvorrichtung 120 die vorher gespeicherten Hintergrundspektrum-Parameter Ci zu erhalten und Parameter Di und Parameter Ci einer entsprechenden Behandlung zu unterzeihen und auf diese Weise eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob zwischen gegenwärtigem Hintergrundspektrum D und vorherigem Hintergrundspektrum C Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht. Wenn Peak-Verschiebungen vorliegen, erfolgt entsprechend der Situation der Peak-Verschiebung (beispielsweise Positionsverschiebung der Peak-Verschiebung, Scheitel usw.) die Bestimmung des Korrekturkoeffizienten AA der Peak-Verschiebung. Außerdem wird der festgelegte Korrekturkoeffizient AA der Peak-Verschiebung an die Parameter-Korrekturvorrichtung 160 übermittelt, um eine Korrektur der Energieskalierungsparameter A und B vornehmen zu lassen.
  • Die Behandlung durch die Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen 150 sieht konkret wie nachstehend aufgeführt aus: Zunächst wird Ci mit Di abgeglichen, um das minimale Restabweichungsspektrum Bi zu erhalten, i = 1, 2, 3, ...... 1024. Mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren erfolgt die Peak-Suche bei Restabweichungsspektrum Bi mit Beurteilung, ob in den bereits bekannten spezifischen Energiepeak-Zonen (beispielsweise PEAK40K) Peaks existieren oder nicht. Wenn keine Peaks existieren (innerhalb eines gewissen Schwellenwertbereiches) wird angenommen, dass in dem betreffenden Spektrum keine Peak-Verschiebungen vorliegen. Anderenfalls wird angenommen, dass in dem betreffenden Spektrum Peak-Verschiebungen vorliegen. Außerdem sollte in der Nachbarschaft des betreffenden Peaks ein ähnlicher negativer Peak vorliegen. Es erfolgt die Suche des betreffenden negativen Peaks. Mittels Bestimmung der Positionsverschiebung zwischen den beiden Peaks, der Scheitelveränderung und weiterer Abweichungsinformationen erfolgt eine entsprechende Festlegung des Korrekturkoeffizienten AA der Peak-Verschiebung.
  • Die Parameter-Korrekturvorrichtung 160 erhält den von der Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen 150 übermittelten Korrekturkoeffizienten AA der Peak-Verschiebung und verwendet den betreffenden Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebung AA, um Korrekturen der Energieskalierungsparameter A und B vorzunehmen, um auf diese Weise die korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' zu erhalten.
  • Außerdem legt die Messvorrichtung für den Temperaturkoeffizienten 170 entsprechend der vorstehend aufgeführten - durch Veränderungen der Umgebungstemperatur bedingten - Veränderungen der Energieskalierungsparameter des Spektrometers mit mehreren Kanälen und aufgrund der von Umgebungstemperatursensor 50 übermittelten Umgebungstemperaturinformationen den Korrekturkoeffizienten Ti der Umgebungstemperatur für das Spektrometer mit mehreren Kanälen fest. Die Parameter-Korrekturvorrichtung 160 kann außerdem entsprechend dem durch die Messvorrichtung für den Temperaturkoeffizienten 170 übermittelten Korrekturkoeffizienten Ti für die Umgebungstemperatur des Spektrometers mit mehreren Kanälen eine weitere Korrektur der Energieskalierungsparameter A und B vornehmen. Die Parameter-Korrekturvorrichtung 160 speichert die korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' in der Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140 zur Verwendung bei späteren Strahlenmessungen mit dem Spektrometer mit mehreren Kanälen.
  • Die Energiespektrum-Skaliervorrichtung 180 verwendet die korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' um eine erneute Skalierung des Hintergrundspektrums Di und des später gemessenen Energiespektrums Ni vorzunehmen. Auf diese Weise werden Hintergrundspektrum Di' und Hintergrundspektrum Ni' mit korrigierter Peak-Verschiebung erhalten.
  • Auf diese Weise erfolgt durch die Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 zu regelmäßigen Zeiten die Durchführung einer Energieskalierung des gegenwärtigen Umgebungshintergrundenergiespektrums D sowie die Durchführung eines Vergleichs mit dem vorherigen Umgebungshintergrundenergiespektrum C mit Beurteilung, ob Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht. Wenn Peak-Verschiebungen vorliegen, erfolgt die Durchführung einer Korrektur der in Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140 gespeicherten Energieskalierungsparameter A und B, um die Exaktheit des Spektrometers mit mehreren Kanälen zu gewährleisten.
  • Außerdem kann bei jeder Verwendung des Spektrometers mit mehreren Kanälen zur Strahlenmessung die Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 verwendet werden, um eine Energieskalierung des Hintergrundspektrums vorzunehmen, so dass auf diese Weise die Kontrolle und Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen vorgenommen werden kann.
  • In wird ein Fluss-Diagramm des Verfahrens der Korrektur von Peak-Verschiebungen eines Spektrometers mit mehreren Kanälen eines praktischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Schritt S210 wird eine Standardradioaktivitätsquelle verwendet, damit die Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung 130 eine Energieskalierung des Spektrometers mit mehreren Kanälen vornimmt und die Energieskalierungsparameter A und B des Spektrometers mit mehreren Kanälen erhalten werden. Diese werden außerdem in der Spektrumparameter-Speicherungsvorrichtung 140 gespeichert. In Schritt S220 erfolgt mittels Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 die Messung des gegenwärtigen Umgebungshintergrundspektrums C mit entsprechender Energieskalierung, um den Hintergrundspektrumparameter Ci zu erhalten. Anschließend erfolgt in bestimmtem Zeitabstand in Schritt S230 erneut mittels Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung 110 die Messung des gegenwärtigen Umgebungshintergrundspektrums D mit Energieskalierung und Erhalt des Hintergrundspektrumparameters Di. In Schritt S240 erfolgt eine Analyse des gegenwärtig erhaltenen Hintergrundspektrumparameters und des vorher erhaltenen Hintergrundspektrumparameters Ci, um zu beurteilen, ob Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht. Wenn keine Peak-Verschiebungen vorliegen, wird in Schritt S250 der Hintergrundspektrumparameter Di als vorheriger Hintergrundspektrumparameter Ci gespeichert und es erfolgt Rückkehr zu Schritt S230 um weitere Verfahrensschritte vorzunehmen. Natürlich kann, wenn überhaupt keine Peak-Verschiebungen vorliegen, Schritt S250 vernachlässigt werden. Wenn Peak-Verschiebungen vorliegen, erfolgt in Schritt S260 mittels festgelegtem Korrekturkoeffizient der Peak-Verschiebung AA und Korrekturkoeffizient Ti der Umgebungstemperatur eine Korrektur der Energieskalierungsparameter A und B, um die korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' zu erhalten und bei späteren Strahlungsmessungen zu verwenden. Anschließend erfolgt in Schritt S280 die Speicherung der korrigierten Energieskalierungsparameter A' und B' sowie des Hintergrundspektrumparameters Di mit Rückkehr zu Schritt S230 zur weiteren Kontrolle und Korrektur von Peak-Verschiebungen.
  • Hervorzuheben ist, dass es sich bei der Erläuterung des vorstehend aufgeführten praktischen Ausführungsbeispiels nicht um eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung handelt.
  • In den Patentansprüchen nehmen irgendwelche in Klammern aufgeführte Bezugszeichen in keiner Weise die Bedeutung einer Beschränkung der Patentansprüche an. Die Formulierung „aufweist“ beziehungsweise „beinhaltet“ schließt nicht aus, dass nicht in den Patentansprüchen aufgeführte Elemente oder Schritte existieren. Die vor Elemente gesetzte Formulierung „einer, eine, eines“ schließt nicht, aus dass mehrere dieser Elemente existieren. Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung von Hardware einschließlich mehrerer verschiedener Elemente und unter Verwendung von zur Programmierung geeigneter Computer praktisch verwirklicht werden. In den Patentansprüchen werden verschiedene Elemente der Vorrichtungen aufgeführt. Diese mehreren Elemente der Vorrichtung können durch ein und dieselbe Hardwareposition praktisch verwirklicht werden. Die Formulierungen „erstens“, „zweitens“, „drittens“ usw. bedeuten keine Reihenfolge, so dass diese Formulierungen als Bezeichnungen interpretiert werden können.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Korrektur von Peak-Verschiebungen bei einem Spektrometer mit mehreren Kanälen, welches die nachstehend aufgeführten Schritte beinhaltet: - Erhalt von Energieskalierungsparametern des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen; - Erhalt von gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparametern eines Umgebungshintergrundes; - Analyse der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren zu beurteilen, ob zwischen beiden Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht, und um einen Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen zu bestimmen, sowie - Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen mittels vorstehend bezeichnetem Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen, wobei das Verfahren außerdem den Schritt beinhaltet: es erfolgt ein kontinuierlicher Erhalt der gegenwärtigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes, um eine Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen.
  2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend bezeichnete Bestimmung des Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen beinhaltet, dass entsprechend der Positionsverschiebungen der Peak-Verschiebungen der vorstehend bezeichnete Korrekturkoeffizient der Peak-Verschiebungen bestimmt wird.
  3. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses außerdem den Schritt beinhaltet: mittels eines der Umgebungstemperatur entsprechenden Korrekturkoeffizienten der Umgebungstemperatur des Spektrometers mit mehreren Kanälen erfolgt eine weitere Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen.
  4. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten Spektrometer mit mehreren Kanälen um ein Nal- Spektrometer mit mehreren Kanälen handelt.
  5. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses außerdem den Schritt beinhaltet: es erfolgt eine Speicherung der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes sowie der Energieskalierungsparameter des Spektrometers mit mehreren Kanälen vor und nach der Korrektur.
  6. Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die vorstehend bezeichnete Impulsanalysevorrichtung aufweist: eine Standardenergiespektrum-Skalierungsvorrichtung, welche dazu verwendet wird, Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen zu erhalten; eine Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung, welche dazu verwendet wird, gegenwärtige und vorherige Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes zu erhalten; eine Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen, welche dazu verwendet wird, eine Analyse der gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes vorzunehmen, um mittels doppeltem Differentialquotientenverfahren zu bestimmen, ob zwischen den beiden Peak-Verschiebungen vorliegen oder nicht, und um außerdem einen Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen zu bestimmen; sowie eine Parameter-Korrekturvorrichtung, welche dazu verwendet wird, mittels eines vorstehend bezeichneten Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen eine Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen, wobei die vorstehend bezeichnete Umgebungshintergrundspektrum-Skalierungsvorrichtung kontinuierlich die vorstehend bezeichneten gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes erhält, wobei die vorstehend bezeichnete Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen kontinuierlich die Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen bestimmt, wobei die vorstehend bezeichnete Parameter-Korrekturvorrichtung kontinuierlich die Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen korrigiert, damit die vorstehend bezeichnete Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen eine Korrektur in Echtzeit der Peak-Verschiebungen des Spektrometers mit mehreren Kanälen vornehmen kann.
  7. Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend bezeichnete Messvorrichtung für Peak-Verschiebungen entsprechend der Positionsverschiebung der Peak-Verschiebungen den Korrekturkoeffizienten der Peak-Verschiebungen bestimmt.
  8. Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen gemäß einem der Patentansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass diese außerdem eine Messvorrichtung für Temperaturkoeffizienten aufweist, welche dazu verwendet wird, mittels der Umgebungstemperatur entsprechenden Korrekturkoeffizienten der Umgebungstemperatur des Spektrometers mit mehreren Kanälen eine weitere Korrektur der Energieskalierungsparameter des vorstehend bezeichneten Spektrometers mit mehreren Kanälen vorzunehmen.
  9. Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen gemäß einem der Patentansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vorstehend bezeichneten Spektrometer mit mehreren Kanälen um ein Nal-Spektrometer mit mehreren Kanälen handelt.
  10. Impulsanalysevorrichtung für ein Spektrometer mit mehreren Kanälen gemäß einem der Patentansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass diese außerdem eine Speichervorrichtung aufweist, welche dazu verwendet wird, die gegenwärtigen und vorherigen Energiespektrumparameter des Umgebungshintergrundes sowie die Energieskalierungsparameter des Spektrometers mit mehreren Kanälen vor und nach der Korrektur zu speichern.
  11. Spektrometer mit mehreren Kanälen, welches eine Impulsanalysevorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 6-10 aufweist.
DE112008003554.7T 2007-12-29 2008-12-24 Impulsanalysevorrichtung mit mehreren Kanälen zur Verwendung bei Spektrometern mit mehreren Kanälen Active DE112008003554B4 (de)

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