[发明专利]用于追踪辐射源的位置的方法

说明书

一种用于产生重建图像的方法，该重建图像示出了辐射源在环境中的位置，该重建图像基于由伽马相机采集的伽马图像建立，该伽马相机对电离电磁辐射敏感，并且可以在两次不同测量之间相对于至少一个辐射源移动，该伽马相机与可见光相机相连，该可见光相机配置为形成环境的可见光图像，该伽马相机和可见光相机限定观察场，所述方法包括建立重建图像，示出至少一个辐射源在观察场中的位置，所述伽马相机和可见光相机在至少两次测量之间移动。

技术领域

本发明的技术领域是对环境中存在的辐射源，特别是在核设施或包括辐射源的设施中的辐射源进行表征。

背景技术

伽马相机是允许使用图像对给定环境中的辐射源，尤其是核设施中的辐射源进行映射的设备。这种设备在1990年代开发，并且出于放射学表征的目的，越来越多地用于核设施。目的是对设施中存在的主要辐射源进行标识。具体地，辐射源不是均匀分布的。它们通常集中在局部，形成“热点”，这使用了辐射防护领域中常规使用的术语。伽玛相机的优点在于，它们允许在一定距离处对这些热点进行定位。

伽玛相机的改进和使用已在文献中进行了广泛描述。自2000年代初以来，光谱测定伽马相机一直在改进中。这些相机基于像素化成像仪，每个像素都允许从其检测到的辐射中获得光谱。因此，可以更容易地对辐射源进行定位。具体地，光谱测定功能允许选择所感兴趣的能带，该能带与未散射的光子，即自其被辐射源发射后一直没有偏离的光子相对应。未散射的光子的路径是直的。在预定的能带中的对其进行选择允许移除与散射的光子相对应的噪声。由于后一种光子自其发射后已经偏离，因此它们没有提供关于辐射源的位置的有用的信息。因此，散射是可以明显受到光谱测定法限制的噪声源。

光谱测定伽马相机的另一优点在于，对光子能量的了解允许对负责辐射的同位素进行标识。这是在辐射防护领域中、或在放射性废料管理中、甚至在拆除核设施或在事故后进行放射学表征时非常重要的信息。

与伽马相机的使用相关联的一个限制是它不可能使能量超过几keV、甚至几百keV的X射线或伽马射线聚焦。因此，X射线或伽马光子的收集效率低。收集效率与到达检测器的光子数量相对应，该数量由发射的光子数量来归一化。另一个困难是在这种能量下敏感的检测器的检测效率低，尤其在优先使用紧凑型检测器时。低收集效率与低检测效率相结合的结果是，通常需要以相对较长的采集时间来采集图像，以便增加检测到的光子数量。因此，通常使伽马相机保持静止几秒甚至几十秒，以便获得足够的测量统计量。

某些改进已经进行，以允许对辐射源的位置生成三维重建。这是一个在各种图像的采集之间移动伽马相机的同时应用三角测量原理并且对相同辐射源拍摄多张图像的问题。然而，这种方法需要高的计算能力。此外，该方法不允许考虑辐射源在静止环境中的运动。

发明人提出了一种方法，该方法在存储器大小和计算能力方面简单、廉价，并且允许考虑伽马相机相对于静止辐射源的运动，或辐射源相对于伽马相机的运动。该方法允许在相对于一个辐射源或相对于多个辐射源移动伽马相机的同时采集令人满意的伽马图像。

发明内容

本发明的第一主题是一种用于形成重建图像的方法，该重建图像示出了辐射源在观察场中的位置，该方法使用了包括与可见光相机相连的伽马相机的装置，该装置使得：

-伽马相机和可见光相机限定观察场；

-可见光相机配置为形成观察场的可见光图像；

-伽马相机包括像素，所述像素配置为检测由潜在存在于观察场中的辐射源产生的电离电磁辐射，所述像素位于检测平面中；

-伽马相机配置为形成伽马图像，允许估计辐射源在观察场中的位置，所述辐射源的辐射由像素检测；

该方法包括以下迭代步骤：

a)在初始测量时间，用伽马相机采集初始伽玛图像，并用可见光相机采集初始可见光图像；