[发明专利]基于虚拟点探测器原理的放射性区域确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及核技术应用领域中发现和确定可疑放射源位置及大小的探测技术。具体涉及测量对象为均匀分布放射性区域、点源、点探测器等装置。

背景技术

目前，在高空针对可疑放射性区域的测量，只能给出污染源的大概位置，而对于源的污染边界的确定是个很难的问题。对于放射性热点的确定主要是用GPS的定位加上航迹视频采图的判断，使得热点的纵向定位误差缩小到15m之内，横向误差达到132m,该技术根据视频采图判断存在很大的不确定性，误差较大的缺点。有研究者将卷积定理和反卷积定理应用到任意面状放射源产生的辐射场求解问题，该技术利用空中测量的某一高度平面上的照射量分布值，应用反卷积定理可求得地面上对应的放射性活度分布。该方法成立的前提条件必须做如下假设：不考虑空中悬浮存在的放射性物质贡献，忽略空气对γ射线的吸收和反散射作用，忽略α、β、n等其它射线的贡献，假设平均一次衰变放出一个γ射线。在做这些假设的时，由于与实际情况有差别，因此会产生很大误差，尤其忽略空气对γ射线的吸收和反散射作用，因为100keV射线经过100m空气几乎全部衰减。

发明内容

本发明目的是提供一种确定放射性可疑区范围的虚拟点探测器及点源的方法，其解决了现有探测方法准确判定放射性污染区边界的技术问题，该技术成果大大缩小了放射性可疑区的搜索范围，减少了工作量，提高了测量精度。

本发明的技术解决方案是：

基于虚拟点探测器的放射性区域确定方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)虚拟点探测器2在探测器1内或者在探测器外，按照下式进行最小二乘拟合得到虚拟点探测器2距离探测器1下端面距离的拟合参数h₀：

式中：

x₀表示探测器1轴线上参考点位置，

x表示标准点源在探测器1轴线上任意点位置,h₀表示虚拟点探测器的位置；

ε(x₀)、ε(x)为已知的参考值，分别表示点源在参考点位置的和任意点位置时的探测效率；ε(x)是以x为自变量的应变量；

2)设地面放射性区域6探测效率为ε(x)，则按照下式求出地面放射性区域6对应的虚拟点源8位置x＝x1：

3)建立均匀分布地面放射性区域6半径r的和其对应的虚拟点源8位置x的函数关系式r(x)：

3.1)将标准点源3置于探测器轴线上不同位置，获取其探测效率，得到标准点源3探测效率与其高度的拟合函数：

ε_p(x)＝a·e^b·x

式中：

ε_p(x)表示点源在不同高度时的探测效率；

a,b表示拟合参数；

3.2)根据放射性区域6距探测器中的晶体一定距离的探测效率ε_d(r)等于点源效率可推出其虚拟点源8位置：

3.3)对地面放射性区域6不同半径r对应的x,r(x)的函数关系式进行最小二乘法拟合，得到公式中的参数c,d,e的值：

r(x)＝c·x²+d·x+e

式中：

c,d,e表示拟合参数；

4)地面放射性区域6半径参数的反演计算：

4.1)将步骤2中计算得到的虚拟点源8位置x＝x₁带入步骤3.3的公式中，计算得到地面放射性区域6半径r；

4.2)将求出的地面放射性区域6半径和其实际值进行比较，以验证地面放射性区域6半径的正确性和有效性。

本发明专利的优点是：

1、本发明利用虚拟点探测器理论及虚拟点源技术，成功地解决了以往高空无法确定放射性可疑区边界的问题，使空中发展为一项更为有效的探测手段。

2、本发明由于使用了新的数据处理原理及测量方式，而不是增加新的物理探测设备，因此大大减少了经费开支，减少了工作量和工作时间。

3、本发明由于是对射线探测原理及方法的创新，因此，对于射线探测的其他相关领域都具有通用性，其应用范围非常广泛。

4、本专利将虚拟点源理论再结合国外的虚拟点探测器理论，可直接对测量能谱进行分析，由于是对射线探测原理的基础理论的发展创新不需要作任何假设就可以确定放射性污染区域的面积大小，因此具有非常高的准确性。