航空伽玛能谱测量系统标定技术与标定程序

航空伽玛能谱测量是直接寻找铀矿和进行区域地质调查的重要技术手段,在地质勘探、环境辐射评价、核应急和军控核查等方面具有重要作用。航空伽玛能谱仪探测K、U、Th核素衰变系列的伽玛射线窗口计数,要将测量计数率换算成地面放射性核素含量就需要对航空伽玛能谱测量系统进行标定,系统标定是航空伽玛能谱测量中最为复杂的程序,也是航空伽玛能谱测量的一项关键技术。论文系统介绍了目前中国国土资源航空物探遥感中心实施的航空伽玛能谱测量系统标定技术及相应的标定程序,这对理解航空伽玛能谱测量及资料应用具有实际意义。     

航空伽玛能谱测量氡校正方法探讨

介绍了航空伽玛能谱测量中三种应用广泛的大气氧本底校正方法.对三种方法基本原理做了介绍,分析不同方法的优缺点,为航空伽玛能谱测量系统中大气氧本底校正方法的选择提出建议.     

多晶体γ探测器相互影响的蒙特卡洛数值模拟

本文用基于Geant4的蒙特卡洛方法模拟得到多晶体航空γ能谱仪对近似无限大γ面源的能量沉积谱,分析了航空γ能谱仪各条晶体的谱线差异,并研究了不同能量的地面γ辐射在上层晶体中形成谱线的变化规律,以及对环境氡气校正的影响,为多晶体航空γ能谱测量谱线解析提供了理论基础。     

航空伽玛能谱仪对137Cs点源响应特征及全谱数据的提取技术

航空伽玛能谱测量是电离辐射环境评价中快速、经济、有效的方法,尤其在核事故应急中有重要的应用。本文详细报道了GR-820航空伽玛能谱仪对^137Cs人工源的全谱响应特征的实验结果,采用传统能量窗方法和人工核素比值法对实验数据进行了处理,比较了这两种方法的有效性。本研究结果对核事故应急航空放射性测量方法和精细伽玛能谱全谱数据分解方法研究具有重要的意义。     

地球物理调查中伽玛和氡探测方法的进展

伽玛能谱测定方法和氡探测技术的研究成果已应用于铀矿勘探。在各个国家之间,应对标定设施及伽玛能谱仪的标定方法进行改进,以便统一岩石中K、U、Th含量的记录数据。使用航空和地面多道分析仪方法可在污染地区将天然气体与降落的放射性核素分隔开来。增进对空气中氡的知识的了解,以便用于对其伽玛辐射进行校正。伽玛能谱仪的稳谱作用可消除野外测定铀时出现的那些不应有误差。对壤中气里采集的氡样、由于气候改变引起的壤中气里氡的变化、~(222)Rn和~(220)Rn的区分方法、氡探测仪的标定及氡在不同性质的土壤中垂直分布特征的研究都会对找铀方法产生影响。     

手持式伽玛能谱仪数据存储方法研究

为了解决手持式伽玛能谱仪512条谱线数据的存储与管理,采用超低功耗微处理器MSP430F5438和M25P16接口构成能谱数据存储电路,并合理地分配了M25P16和MSP430F5438 Flash的存储功能。根据磁盘数据存储与管理方法,研究了能谱曲线数据的特征,定义和建立了谱线数据索引字段区。分析了M25P16的写和读时序,研究出能谱曲线数据存储和管理方法。通过编程、调试和实验,验证了上述研究的能谱"磁盘"数据存储管理方法可行,能谱数据写、读和擦除时间能够满足能谱仪操作需要;该方法大大减少了Flash的写入次数,延长了其使用寿命;该方法所使用的存储电路结构简单,功耗低。     

航空γ能谱测量谱线比法大气氡校正的理论研究

本文介绍了在航空γ能谱测量中,校正航空γ能谱所包含大气氡本底的谱线比法理论基础及其数学模型。通过对谱线比法校正系数的探讨,分析不同组分校正系数和高度之间的关系。在此基础上,提出了校正系数获取的实验途径,避免了谱形数学拟合方法可能引起的问题。     

基于无线通信技术的便携式伽玛能谱仪的研制

介绍一种基于无线通信技术的野外便携式伽玛能谱仪,笔者针对野外测量工作中存在的诸多问题展开研究,提出了主机与探头分离式结构,研制了数字化伽玛能谱探头,开发了基于PDA的应用软件,采用蓝牙技术实现了探头与主机间的近距离无线通信.经测试数字化伽玛能谱探头工作电流小于180mA,无线传输距离可达10米,谱线处理速度和功能进一步增强.     

基于康普顿散射本底扣除的航空γ能谱测量谱线比大气氡校正方法

大气氡子体释放的γ射线严重影响航空γ能谱测量结果,而谱线比大气氡校正方法是航空γ能谱测量大气氡校正数学方法中校正效果较好的一种。本文在此方法的基础上提出了基于快速傅里叶变换扣除散射射线的谱线比大气氡校正方法,研究了改进后新谱线比法不同组分校正系数和高度之间的关系,建立了新谱线比大气氡校正数学模型,并提出了校正系数的地面饱和模型刻度技术。改进后的谱线比大气氡校正方法的适用性及其校正系数的刻度效率得到了提高,节省了谱线比方法应用成本,解决了传统谱线比大气氡校正方法中校正系数采用谱形拟合方法导致物理含义丢失的问题。     

基于自适应方法在自然伽玛能谱的应用

针对传统多项式拟合平滑法用于处理谱线容易造成谱线畸变的缺点,在维纳滤波器的基础上,采用自适应滤波器的原理,设计了自适应维纳滤波器,并将该方法用于对伽玛能谱数据进行处理。将该方法与多项式最小二乘法光滑去噪做定性分析和比较,表明该方法能比较好地降低自然伽玛能谱中的噪声。     

基于最小二乘法的航空?能谱解析

在天然辐射环境下,无法找到仅含单一天然放射性系列的近似无限大地层用于获取航空γ谱仪的响应谱,这是导致无法利用最小二乘法解析航空γ能谱的关键问题所在。本文基于介质互换原理、地层模块化与分能区多次模拟的思想,通过构建Monte Carlo组合模型,从而获得了含不同放射性物质的任意形状地层上空航空γ谱仪的响应谱。依据航空γ能谱测点上γ辐射来源与石家庄动态带分析,建立了一套可靠的最小二乘法航空γ能谱解析模型。通过对野外10 km测线分析发现,当地层含量大于4×10~(-6)时,该方法与标准方法分析结果相当。同时该方法为人工放射性核素响应谱的剥离提供参考。     

核与辐射环境中航空巡测γ谱仪系统的校准

参照国内外航空γ能谱测量校准标准和IAEA有关权威技术文献,利用国内现有的航空γ谱仪系统校准条件,对目前属国际上先进的一套航空巡测γ谱仪系统开展了系统性的校准工作。介绍了航空巡测γ谱仪系统的性能和机载安装,对基本校准内容和涉及的重要参数,如宇宙射线、系统本底、大气氡本底、天然放射性核素及人工放射性核素137Cs和60Co等,进行了科学的校准,给出了校准数据的正确使用方法和应用条件。     

基于安全壳近程探测数据的事故源项反演方法

在发生核电厂严重事故时,为更加快速准确地估算释放至环境的气载放射性核素泄漏速率,提出了一种新的源项反演方法。该方法基于在安全壳附近主动布设的移动探测点所获取的γ能谱数据反演源项,研究了合适探测距离的选择、移动探测点的有效布设及准确反演单个核素泄漏速率的方法。根据研究结果,选择气载放射性核素中泄漏量及特征γ射线能量均相对高的⁸⁸Kr作为特征核素进行能谱分析;确定合适的探测距离范围为距离安全壳100 m以内;建立γ能谱数据与特征核素泄漏速率的关系,在数值上准确反演放射性核素的泄漏速率。     

航空γ能谱仪无源效率刻度方法研究

因人工放射性核素的航空γ能谱仪实物刻度模型匮乏,导致难以依据航空γ能谱准确反演地面人工放射性核素的含量。本文基于窄束γ射线指数衰变规律与微积分的思想建立了任意形状的γ辐射源上空航空γ能谱仪无源效率刻度的数值计算模型。通过低空探测实验、高空变化趋势分析、5-100 m高空探测实验证明该模型适用于任意位置点源航空γ能谱仪全能峰探测效率数值计算。同时计算发现在低空探测时不同γ辐射的面源与体源的航空γ能谱仪全能峰探测效率与MCNP5模拟值的相对偏差在±1.5%以内,且含1 460.83 ke V或2 614.533 ke Vγ射线的无限大体源90-150 m探测高空计算结果与石家庄动态带上的实验值相对偏差为8.33%-15.82%。上述实验充分证实该无源效率刻度计算模型适用于航空γ能谱探测实践,为利用航空γ能谱仪寻找丢失放射源及核事故应急监测提供技术支持。     

In Situ Methods for Quantifying Gamma-Radiation Levels and Radionuclide Concentrations

Small perturbations of the environmental radiation field by artificial radionuclides have been successfully quantified using high pressure ionization chambers and in situ semiconductor detector gamma-ray spectra. The calibration and use of these instruments for the detection of ground-deposited and airborne sources of activity is described and general methods for data interpretation are discussed. Specific examples are given in which the exposure rate from fallout radionuclides deposited on the soil surface and from noble gases released by nuclear facilities are determined and unambiguously separated from variations in the underlying background.     

NaI(Tl)γ谱仪测量数据的计算机处理方法

本文介绍了使用NaI(T1)γ谱线在铅室内分析环境土壤样品和就地γ辐射谱测量的刻度方法,以及专用微机解谱程序的功能和使用方法。     

航空γ谱仪系统校准的基本内容和有关问题探讨

航空γ谱仪系统校准工作是航空野外监测任务质量保证的重要组成内容,由于航空叮谱仪系统监测周边环境大尺度范围的辐射现状,其受到的影响因素很多,给校准工作带来了很大难度。本文针对目前航空监测不同的应用环境,提出航空监测校准的基本内容,分析影响校准的主要因素,对校准现状面临的有关问题进行讨论并给出了合理建议。     

Performances of different efficiency calibration methods of high-purity-germanium gamma-ray spectrometry in an inter-comparison exercise

This study reports the performances of efficiency calibrations for high-purity-germanium gamma-ray spectrometry using the source-, Laboratory Sourceless Object Calibration Software(LabSOCS)-and ANGLE-based methods in an inter-comparison exercise. Although the results of LabSOCS and ANGLE for ~(241)Am emitting lowenergy gamma rays were not very satisfactory, all of the three efficiency calibration methods passed acceptance criteria. The results confirmed the reliability of the calculation codes ANGLE and LabSOCS as alternative efficiency calibration methods in high-purity-germanium gamma spectrometry. This study is likely to promote the further application of the ANGLE and LabSOCS calculation codes in radioactivity measurements.