[发明专利]一种可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法

说明书

本发明公开了一种可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法，具体是一种利用可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法来检测样品中所含元素种类和含量的技术方法。所述检测设备主要是由样品1、中子源2、屏蔽反射体3、具有去除中子干扰能力的探测器4和可进行能谱采集与数据处理的计算机5构成。具体步骤如下：步骤一：中子源2产生的中子轰击在样品1上激发伽马射线；步骤二：利用探测器4探测样品1中激发的伽马射线与反射的中子射线；步骤三：通过算法设计去除步骤2中的中子信号，仅保留伽马信号；步骤四：将伽马信号反解，获得纯净的伽马能谱，解谱后获得样品的元素种类和含量。本方法可以避免中子射线对伽马能谱的干扰，使对样本成分分析的准确率和精度提升。

技术领域

本发明涉及一种可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法，属于中子活化分析领域。

背景技术

瞬发伽马中子活化分析简称PGNAA，是一种快速、无接触的多元素分析技术,目前在煤炭、水泥等领域的在线检测方面已得到成熟运用。PGNAA技术的原理是利用中子与物质发生非弹性散射(n,n’γ)，辐射俘获(n,γ)等反应放出的瞬发特征γ射线来对样品中的某种元素进行识别和定性、定量的分析。PGNAA技术具有高穿透性、抗电磁干扰等优点，尤其对于主组分分析，PGNAA展现了相较其他活化分析方法更高的效率。

由于在分析过程中需要纯净的伽马能谱，但是在探测过程中很难完全屏蔽中子，样品也会将中子反射进入探测器，实际测得的能谱往往是一个存在中子/伽马信号的混合能谱，中子的存在一定程度上会影响样品分析的结果。现有的技术受制于原理，无法做到中子信号的完全屏蔽，也没有一种准确率高、普及度好的伽马中子活化分析优化技术。

因此，本发明建立了一种可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法，以填补该方面技术的空缺。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可去除中子干扰的伽马中子活化分析方法。

本发明的技术方案是：

步骤一：中子源2产生的中子轰击在样品1上激发伽马射线；

步骤二：利用探测器4探测样品1中激发的伽马射线与反射的中子射线；

步骤三：通过现有中子/伽马甄别算法去除步骤2中的中子信号，仅保留伽马信号；

步骤四：将伽马信号反解，获得纯净的伽马能谱，解谱后获得样品的元素种类和含量。

优选的，步骤一采用中子源2可以使用同位素中子源或中子发生器，进一步地，所述同位素中子源包括：²⁴¹Am-Be中子源或²⁵²Cf自发裂变中子源；所述中子发生器包括氘-氚中子发生器或氘-氘中子发生器。

优选的，屏蔽反射体2采用具有良好中子和伽马屏蔽作用并可实现中子反射的组合屏蔽反射体，进一步的，所述屏蔽反射体3构成包括钨、含硼聚乙烯、铅或铋、不锈钢。

优选的，步骤二中的探测器4通常选取具有中子/伽马甄别能力和能量分辨能力的探测器，如：Cs₂LiYCl₆:Ce晶体探测器、芪晶体探测器。

优选的，将步骤二中获取的数据利用现有的中子/伽马甄别算法进行甄别，举例的，如长短积分时间窗，通过对长门与短门时间长度的选择，达到脉冲形状甄别的目的，其计算式由下式表出：

其中t₀为信号的峰值时刻，t₁为短门长度，t₂为长门长度，f(t)为探测器输出的时域信号；

可由R_PSD值区分中子与伽马；

进一步的，可利用FOM值判定甄别的好坏，其计算式由下式表出：