低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法与流程
本发明涉及能谱分析，特别涉及一种低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法。
背景技术：
1、放射性核素识别，常采用nai等闪烁体探测器，使用梯形脉冲成形等算法提取探测器输出脉冲幅度，合成幅度谱，通过判断幅度谱中峰值的能量道址来识别核素。nai探测器输出信号为衰减指数脉冲，如图1所示。
2、数学表达式为：式中为信号幅度值，为指数信号的衰减时间常数，为单位阶跃信号。通过梯形脉冲成形算法输出梯形信号，如图2所示。
3、时间内信号为梯形左边斜边，时间内信号为梯形平顶，时间内信号为右边斜边，且两侧斜边相等，梯形高为。中心箭头为平顶采样点。
4、梯形脉冲成形算法的系统函数为：
5、
6、式中，，，为衰减时间常数，为采样周期。
7、常温下20℃时，以2l nai闪烁体作为探测器，使用上述方法获得的、和混合谱，使用谱分析软件解析，如图3所示。
8、从图3可以看出，、和的特征峰明显，幅度谱能量分辨率为：
9、
10、在低温下，通常低于-20℃时，nai探测器输出下降指数脉冲参数发生明显变化，上升沿变缓，脉宽增加。在-40℃时，测得的nai探测器输出波形与常温下波形对比、梯形成形输出波形及混合谱，如图4至图7所示。
11、从图7可以看出，、和的特征峰变宽，尤其是的2个特征峰，因距离较近，形成部分重合，特征峰区分不明显。核素识别仪在-40℃试验中，在大多数测试中无法识别，识别成功率不足20%，不能满足核素识别成功率的要求。幅度谱能量分辨率为：
12、
13、在低温下出现上述情况的原因分析：
14、梯形脉冲成形采用固定参数，按照常温下探测器输出脉冲参数设定。低温下，探测器输出脉冲参数发生明显变化，上升沿和下降沿均变缓，脉宽变宽，梯形脉冲成形参数与之不再匹配，梯形平顶发生倾斜，提取的脉冲幅度发生偏差，幅度谱能量分辨率下降，导致核素特征峰变宽，临近的特征峰发生重合，幅度谱变形，核素识别成功率下降，以这种有2个临近特征峰的核素尤为明显。其它核素，如的一个特征峰与临近，的特征峰与的特征峰临近，极易造成误识别。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，通过测量低温条件下探测器波形的关键参数，调整梯形成形算法参数，使梯形成形输出平顶重新变平，能较准确的获取脉冲幅度值，改善了低温下幅度谱分辨率，提高了核素识别成功率。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，包括如下步骤：
4、步骤一、判断温度是否低于预设低温范围，若温度低于预设低温范围，则执行步骤二；
5、步骤二、计算当前探测器的初始值，其中为波形相关的参数；
6、根据梯形脉冲成形算法的系统函数，设采样周期、梯形形状参数、、不变，探测器输出衰减指数脉冲信号的离散信号为：其中，，，
7、根据nai探测器输出信号的数学表达式，式中为信号幅度值，为指数信号的衰减时间常数，为单位阶跃信号，
8、，
9、
10、
11、当时，，即，衰减指数脉冲信号下降沿相邻处两个采样点的幅度值之比即为常数，此时的为初始值；
12、步骤三、将步骤二中的初始值代入梯形脉冲成形算法的系统函数
13、步骤四、判断步骤三中代入初始值后，平顶两端差异是否满足误差范围；
14、若，平顶两端差异不满足误差范围，则对进行调整后返回步骤三直到平顶两端差异满足误差范围。
15、进一步地，步骤四中所述对的调整过程为：平顶向右倾斜，减小；
16、步骤四中所述对的调整过程为：平顶向左倾斜，增大。
17、进一步地，所述梯形脉冲成形算法的系统函数为：
18、
19、式中，，，为衰减时间常数，为采样周期。
20、进一步地，步骤四中所述误差范围满足如下条件：。
21、进一步地，所述预设低温范围为-25℃~-15℃。
22、本发明的有益效果是：
23、本发明通过测量当前探测器波形的关键参数，调整梯形成形算法参数，使梯形成形输出平顶重新变平，能较准确的获取脉冲幅度值，改善了低温下幅度谱分辨率，提高了核素识别成功率。
技术特征：
1.一种低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，其特征在于：步骤四中所述对的调整过程为：平顶向右倾斜，减小；
3.根据权利要求1所述低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，其特征在于：所述梯形脉冲成形算法的系统函数为：
4.根据权利要求1所述低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，其特征在于：所述预设低温范围为-25℃~-15℃。
技术总结
本发明涉及能谱分析技术领域，特别涉及一种低温下放射性核素幅度谱能量分辨率补偿方法，包括如下步骤：步骤一、判断温度是否低于预设低温范围，若温度低于预设低温范围，则执行步骤二；步骤二、计算当前探测器的初始值，步骤三、将步骤二中的初始值代入梯形脉冲成形算法的系统函数步骤四、判断步骤三中代入初始值后，平顶两端差异是否满足误差范围；若，平顶两端差异不满足误差范围，则对进行调整后返回步骤三直到平顶两端差异满足误差范围本发明通过测量当前探测器波形的关键参数，调整梯形成形算法参数，使梯形成形输出平顶重新变平，能较准确的获取脉冲幅度值，改善了低温下幅度谱分辨率，提高了核素识别成功率。
技术研发人员：付学智
受保护的技术使用者：成都麦特斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23