[发明专利]利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种伽马能谱核素识别方法，特别是利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法。

背景技术

通过寻峰进行核素识别的方法在放射性物质监测系统中被广泛使用。这类方法首先通过寻峰找到能谱中的峰的位置并估计出峰的面积等信息，然后在编辑好的核素库中寻找具有和这些峰位能量匹配的核素，通过建立线性方差组或其他方法估计每种核素对各个峰面积的贡献，从而判断是否含有某种核素。探测器的探测效率和分辨率是影响这类方法的主要因素。为了能提高探测效率，往往使用多个探测器从不同的角度和位置对监测对象进行探测。虽然使用多个探测器可以提高总的探测效率，然而这也引出一个新的问题，就是如何同时处理由多个探测器得到的多个伽马能谱。常见的方法是将这些能谱通过能量对齐后相加，这种方法的问题是很难将这些能谱对齐。由于各个探测器的线性和稳定性存在差异，使得相加后的能谱分辨率明显变差，从而影响寻峰和识别的结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法，该方法至少部分减轻现有技术中存在的问题。

本发明的另一个目的是提供一种利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法，该方法克服多个能谱相加时分辨率变差的问题。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法，包括：步骤1：对多个探测器在同一时间内从被检测物质采集到的能谱分别寻峰，步骤2：利用步骤1中寻到的峰构成合并峰，每一个合并峰由能量之差在预定范围的多个峰合并而成，步骤3：利用步骤2中的合并峰来识别核素。

根据本发明的另一方面，所述利用多个探测器的伽马能谱核素识别方法还包括：步骤4：基于步骤1中寻到的峰来识别核素，以及步骤5：利用步骤3和步骤4中识别出的核素确定识别出的核素。

根据本发明的另一方面，在步骤1中，当寻到的峰的显著度高于第一显著度阈值时保留，否则剔除，以及在步骤4中，仅仅对显著度大于或等于第二显著度阈值的、在步骤1中寻到的峰来识别核素，第二显著度阈值大于第一显著度阈值。

根据本发明的另一方面，在步骤1中，当寻到的峰的显著度高于第一显著度阈值时保留，否则剔除，以及在步骤3中，仅仅对显著度大于或等于第二显著度阈值的、在步骤2中的合并峰来识别核素，第二显著度阈值大于第一显著度阈值。

根据本发明的另一方面，在步骤2中，每一个合并峰的面积等于所包括的峰的面积的和，每一个合并峰的峰位是所包括的峰的峰位的加权平均值，权重是所述峰的显著度，合并峰的显著度是合并峰的面积与合并峰的误差值的比，合并峰的误差值是所包括的峰的误差值的平方和再开方。

根据本发明的另一方面，在步骤5中：根据步骤3和步骤4中识别出的核素的置信系数确定识别出的核素。

根据本发明的一方面，在步骤5中：如果步骤3和步骤4中识别出的核素的置信系数大于预定的置信系数阈值，则所述核素作为识别出的核素。

根据本发明的一方面，所述识别出的核素的置信系数是步骤3和步骤4中该核素的置信系数的最大值。

根据本发明的另一方面，置信系数是核素在被检测物质中的出现概率。

所述多个探测器由碘化钠制成，并且将每个峰加入到某个合并峰的过程中，该峰与合并峰能量之差的绝对值小于二者之和的大约3％。

此方法包含三个主要步骤：1)对各个探测器的伽马能谱分别进行寻峰和核素识别；2)综合所有探测器伽马能谱的峰，得到总的峰信息；3)利用总的峰信息进行核素识别。

第1步主要体现在寻峰时灵敏度较高，各个谱单独识别时只用显著度较高的峰以降低误报。用较高寻峰灵敏度得到的所有峰，在第2步综合，通过各个谱之间的相互验证来去除噪声。

第2步中采用聚类的方法将第1步所有的寻峰结果综合，将各个谱中位置相近的峰合并得到新的峰位、面积、显著度等，并滤除显著度较低的峰。

第3步用第2步的结果进行核素识别，并与第1步各个谱的识别结果进行综合以得到最终的识别结果。

此方法无需将各个探测器的能谱对齐或相加，而是直接对各个能谱分别寻峰，然后综合。这样即保持了多个探测器的高效率和全面性，又不降低能谱的分辨率。即可以利用多个探测器带来的高灵敏度和全方位检测，又避免了多个能谱相加带来的分辨率下降的问题。此方法不受探测器个数的限制，部分探测器损坏时也可使用。

附图说明

图1是本发明的伽马能谱核素识别方法的流程图。