[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

说明书

本发明公开了一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法，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；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；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。

技术领域

本发明属于核能谱的技术领域，具体涉及一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法。

背景技术

核事件中的随机性体现在从核衰变到核辐射测量的全过程中。一方面核衰变是自发、随机的，无法确定单个原子核的衰变形式和发生时刻，但总数为N0个的原子核在某个时间间隔内衰变数目n是不确定性的，但n服从统计分布规律。另一方面为探测效率的随机性问题，即原子核衰变发出的粒子能否被探测器接收并引起计数，存在统计涨落问题。

核辐射谱测量中通常对脉冲幅值进行单道分析或多道分析。单道分析器用于对设定的上下阈值区间内的核脉冲信号进行幅值测量或总量测量，每次只能记录某一幅度范围的脉冲数目。对于半衰期远大于测量时间的被测对象，通过调节脉冲幅度区间的阈值重复测量，按脉冲幅度的大小进行分类并记录，可得到脉冲幅度分布谱。

多道脉冲幅值分析仪(Multi-Channel pulse Amplitude analyzer,MCA)会记录所有幅值的脉冲，并依据脉冲幅度的大小对其进行有序存储，最后以对应于入射射线能量的脉冲幅值作为横坐标(能量或道址)，计数率(计数)值作为纵坐标绘图，就可以绘制出多道能谱图。

由于核辐射测量具有统计涨落现象，即单一能量放射源在单位时间产生的脉冲计数围绕一个平均值上下波动，它们服从正态分布，在谱线上表现为高斯峰，称为特征峰。能量分辨率是衡量多道能谱仪性能的重要性能指标之一，单能特征峰的形状受探测器的固有分辨率和系统噪声的影响。实测核能谱是有采用MCA获取的各能量特征峰构成的谱线。利用MCA对被测对象进行一定时间的测量，就可以得到按照脉冲幅值大小有序存储和绘制的能谱。受放射性统计涨落、探测器的固有分辨率、系统噪声、电源噪声等影响，特征峰中会出现统计涨落。尤其在测量微量核素时，特征峰容易部分或全部被掩盖，给核素信息提取带来困难。工程应用中，多以改进探测技术来增强弱峰检测能力。在测量应用中，测量设备一旦选定，主要通过延长测量时间来增大被测样品信号的获取数量来降低特征峰的统计涨落。现场应用中，受生产日程条件等多种因素的影响，延长测量时间是往往存在困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于蒙特卡罗脉冲插值方法的核能谱处理方法，其包括：

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；

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；

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。

优选地，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。