[发明专利]基于多能量响应的航空γ能谱分析方法

说明书

本申请涉及一种基于多能量响应的航空γ能谱分析方法。其中，首先采集不同能量(也即多能量)γ射线的能谱数据，之后依次对能谱数据中的各计数率进行本底修正、能窗剥离修正和高度衰减修正，再采用灵敏度换算法将高度衰减修正后的各计数率统一到相同单位，从而得到分析结果。如此设置，可以提高无人机航空γ能谱仪对多能量γ射线核素的探测能力，解决地面和空中测量时，原始数据修正系数的确定问题，给出地面和空中测量的结果；还可进一步推广应用于地面和地下钻井工作中的γ能谱测量。与现有方法相比，本方法可同时分析多个γ射线能窗，测量精度更高；与全谱分析法相比，本方法可以避免一些干扰谱段对测量结果的影响。

技术领域

本申请涉及能谱分析技术领域，尤其涉及一种基于多能量响应的航空γ能谱分析方法。

背景技术

航空γ能谱测量是将大型γ能谱仪安装在飞机、汽艇等移动平台上，采用边飞行、边测量的方式获取移动平台航迹路线上的γ射线能谱及其对应的辅助数据的测量方法。该方法早期主要用于铀矿勘查，之后逐渐发展到基础地质调查、辐射环境调查，核应急监测等领域，对航空γ能谱测量的探测精度要求越来越高，测量源项也越来越复杂。

近几年来，新出现了以无人机为载体的无人机航空γ能谱仪，从固定翼飞机、旋翼直升机等大型有人驾驶平台向无人驾驶的智能平台(即：无人机)方向发展，对航空γ能谱仪的小型化、轻型化和智能化提出了新的挑战。相对于原来的有人机载航空γ能谱仪，无人机航空γ能谱仪的探测灵敏度显著降低。虽然测量飞行的高度能够从原来的60～180m下降到0～120m，但还是导致了单能量γ能谱分析法计算出的核素含量或活度浓度值的准确性和稳定性的明显下降。因此，亟需一种具有更高准确性和稳定性的γ能谱分析方法。

发明内容

本申请提供一种基于多能量响应的航空γ能谱分析方法，以解决目前的能谱分析方法准确性和稳定性不高的问题。

本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本申请实施例提供一种基于多能量响应的航空γ能谱分析方法，其包括：

使用多种放射性核素对无人机航空γ能谱仪进行测试，以采集不同能量γ射线的能谱数据；其中，所述能谱数据包括多个不同能窗的计数率；

对各计数率进行本底修正，以扣除仪器本身、无人机平台、宇宙射线、大气氡在能谱仪采集时产生的计数率；

对本底修正后的各计数率进行能窗剥离修正；

采用对数拟合法对能窗剥离修正后的各计数率进行高度衰减修正；

采用灵敏度换算法将高度衰减修正后的各计数率统一到含量或活度浓度量值单位，得到分析结果。

可选的，所述使用多种放射性核素对无人机航空γ能谱仪进行测试，以采集不同能量γ射线的能谱数据，包括：

对能谱仪进行设置，具体包括：

根据测试结果中能谱仪对不同能量γ射线的特征峰峰位和能量分辨率，确定能谱仪的能量刻度系数和分辨率刻度系数；

由所述能谱仪刻度系数计算能谱仪的窗宽，计算得到多能量响应的能窗位置和宽度；

基于所述能窗位置和宽度对能谱仪进行设置。

可选的，所述多种放射性核素包括K系核素、U系核素和Th系核素；K系核素对应包括K能窗，U系核素对应包括U1、U2和U3能窗，Th系核素对应包括Th1和Th2能窗；

进行能窗剥离修正时，在传统能窗剥离法的基础上，将U系和Th系核素的低能特征γ射线能窗计数率纳入计算，得到无人机飞行高度上的能窗净计数率；公式如下：