[发明专利]一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法

权利要求书

1.一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法，其特征在于，包括：

S1、将探测器输出的脉冲信息数字化后分成两路，一路送入样本池，另一路送入随机脉冲队列器中，具体包括：

探测器的新输出脉冲v_i，分成两路后顺次存入样本池和随机脉冲队列器，抽样时钟控制器根据探测器输出脉冲的统计结果，产生抽样时钟CLKn；

随机地址发生器在CLKn的控制下产生n-1个均匀随机数作为抽样地址；

依次按抽样地址对样本池中的脉冲信息进行抽样，抽样后的脉冲作为插入值存入RPR的脉冲序列；

S2、基于蒙特卡罗方法对样本池中的随机脉冲信息进行抽样，将抽样所得的脉冲作为新值脉冲信息，并将所述新值脉冲信息插入随机脉冲队列器中，具体包括：

S2.1、随机地址发生器在抽样时钟CLKn的控制下，生成在[0，L-1]区间内服从均匀分布的随机整数作为抽样地址，该地址与样本池的地址对应；

S2.2、根据随机抽样地址对样本池中的数字脉冲信息进行抽样，抽取到的样本值记为X_i；

S2.3、将样本值X_i作为新脉冲值，插入到随机脉冲队列器中；

S2.4、重复抽样；

其中，L为样本池容量，样本池中的每一个脉冲幅度信息则为离散随机变量X，每一次取出的随机变量的值为X_i，X_i为脉冲幅值，i＝1，2，3....；

其中，随机抽样中，抽样方式可分为放回抽样与不放回抽样；

放回抽样的标准误差：

不放回抽样的标准误差：

上述两式中，N为总体单位总数；p为总体比例；

当抽样比n/N≤5％，或N＞＞n时，放回抽样与不放回抽样的抽样误差相差很小，可用不放回抽样代替放回抽样来计算误差；对样本池中由脉冲信息构成的离散序列进行直接放回抽样；

样本池容量

根据概率统计理论，样本池的容量大小直接决定了从中随机提取的脉冲信息能否很好的符合被测量的衰变规律；当样本池容量较小时，样本对总体缺乏足够的代表性，从而难以保证抽样结果的精确度和可靠性；增加样本池的容量，可减小样本抽样时的误差，太大容量的样本池会加大硬件占用和抽样成本，从而带来资源浪费和效率损失；样本池的容量由可接受的平均误差确定；单次抽样不可靠性可用平均误差θ评定：

式中，v为残差；

样本池的容量可以通过数学模拟进行评定，假设样本池的脉冲幅度值为1～2048，下面对样本池容量L＝512～128K，容量值间距为64，模拟容量值与平均误差之间的关系；

S3、将最近一次取得的新脉冲信息与抽样所得的新值脉冲信息一起送入随机脉冲队列器中形成新的脉冲序列，并将所述新的脉冲序列依次送至FIFO模块和MCA中；

S4、基于蒙特卡罗插值法模拟重复步骤S2和步骤S3若干次后，根据多道能谱分析仪对得到的数据绘制能谱图；

所述探测器输出的电荷或电量信号，经信号调理电路转为脉冲信号，并将数字化后得到的脉冲幅值顺次存放在设定存储深度的存储器中，存储了脉冲幅值的存储器为样本池；

所述样本池利用上一时刻的核脉冲信息代替传统蒙特卡罗模拟中的核衰变和粒子输运探测事件，建立样本模型库；

所述样本池中存储的是经ADC转换后的反映核衰变规律数字化核脉冲信息，包括脉冲幅值信息；

所述步骤S4中将抽取到的样本数据按样本数据大小进行分类统计，统计所得的计数值在多道数组中按道址分类记录；

其中，总道址设为1024，总抽样次数为10240，对运算后的多道数组按照多道能谱分析仪的成谱方法绘图；

继续在样本池中随机抽取数倍于10240个脉冲样本，插入到上述抽样所得的数据中，按多道能谱分析仪的成谱方法对统计抽样后数据，对得到的数据绘制核能谱图。