[发明专利]一种优化能量谱分辨率的设计方法

说明书

本发明公开了一种优化能量谱分辨率的设计方法,利用一种闪烁晶体探测器，包括探测器本体，所述探测器本体包括闪烁晶体和光电转换器件，所述闪烁晶体包括顶面、侧面和底面，所述顶面设有一层光导器件，所述光导器件与光电转换器件相连，所述侧面外侧包裹光反射膜。利用基于该闪烁晶体探测器的优化能量谱分辨率的设计方法，步骤包括闪烁晶体探测器仿真矩阵的建立和能量谱退卷积解谱过程，目的主要在于去除不同入射能量的γ入射光线在闪烁晶体能量谱中存在的康普顿平台，反散射峰等非全能峰沉淀的干扰，有效提高了探测能量分辨率，尤其凸显出相应核素全能峰的分辨率,加强了晶体探测器对核素识别的能力。

技术领域

本发明涉及一种晶体探测器技术领域，尤其是一种优化能量谱分辨率的设计方法。

背景技术

闪烁晶体是一类可以将高能射线转换为可见光的能量转换体，近年来，闪烁晶体作为光电探测器的工作材料在工业探测、高能物理、国土安全等方面得到广泛应用。但是一般的闪烁晶体没有设置对γ入射光线的反射回收装置，故对γ入射光线的采集率较低，γ入射光线是辐射场中很常见也很重要的一种射线，可分为天然γ入射光线和人工γ入射光线，目前，γ能谱主要通过具有能量分辨能力的探测器进行测量而获得，传统的测量方法并没有涉及到对γ能量谱进行退卷积解谱处理的方法，故得到的不同γ入射光线的全能峰及特征峰不明显，能量谱分辨率也很低，导致闪烁晶体探测器对核素识别的能力很低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种优化能量谱分辨率的设计方法，提高了能量谱的分辨率，使得到的不同γ入射光线的全能峰及特征峰非常明显，可以凸显出相应核素全能峰的分辨率。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种优化能量谱分辨率的设计方法，包括以下步骤，

(1)闪烁晶体探测器仿真矩阵的建立：

S1：利用计算机建立仿真模型；

S2：使用不同能量的γ入射光线进行能量谱的实际测量；

S3：对比实验结果与仿真结果，对仿真模型参数进行优化；

S4：利用参数优化后的仿真模型进行不同入射能量的γ入射光线的能量谱仿真；

S5：根据不同入射能量的γ入射光线建立闪烁晶体探测器在不同能量区间内的响应矩阵；

(2)能量谱退卷积解谱过程，目的在于去除不同入射能量的γ入射光线的能量谱中非全能峰沉淀的干扰：

S1：读取闪烁晶体探测器的响应矩阵；

S2：读取实际测量能量谱；

S3：进入迭代for循环，i,j分别从实际测量能量谱和退卷积后原始入射能量谱最高道数开始并依次递减；

S4：读取闪烁晶体探测器的响应矩阵第i行能量响应向量VUNIT，读取实际测量能量谱中第i道数值(O_i)并除以第i行能量响应向量VUNIT中第j元素(Rij)以计算出原始入射能量谱中第j道数值，并存入所求退卷积后原始入射能量谱中；

S5：进入另一能量道数迭代for循环，j值从能量谱最低道数增加至最高道数,计算原始入射能量谱中第j道数值的能量在实际测量能量谱中不同能量道数中的贡献，实际测量能谱每一道数能量值减去原始入射能量谱中第j道数能量在每一能量道数中的贡献值，即可获得原始入射能量谱针对最高能量道数能量值退卷积能量谱结果；

S6：重新进入i,j递减循环，直至能量谱最低能量道数结束。