航空伽玛射线全能谱数据分析方法的理论研究

通过航空伽玛能谱测量的源项分析和测量模型建立,发现航空伽玛能谱测量谱是各种源项能谱成分的合成谱。对航空伽玛射线全能谱分析方法给出了其数学分析式,其通用式可表示为矩阵式,对于矿产勘查和核环境与核应急等不同的应用领域能表达成相应的展开式。理论研究表明,航空伽玛全谱法不需要附加的上测探测器,就可直接解决大气氡修正问题,还将具有较好的经济效益。     

X射线能谱法测定土壤中7种主次量元素

采用粉末样品压片制样,土壤标准物质以及人工合成标样为标准,用Ｘ 射线荧光能谱仪对土壤试样中的Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ 、Ｔｉ、Ｍｎ 、Ｆｅ 和Ｓｒ ７ 种主、次量元素进行测定。讨论了基体效应及校正等问题。方法经土壤标样分析验证,其结果与标准值符合较好,方法的精密度（ ＲＳＤ,ｎ ＝ ５） ＜ ３ ％ 。     

CE3玉兔号月球车APXS特征X射线能谱信息分析

通过对CE3玉兔号月球车粒子激发X射线谱仪（APXS）获取的数据进行处理,获得测点的累积特征X荧光计数率谱线,经小波滤波,消除放射性涨落对X荧光谱线的影响。由能量刻度获得了月球车着陆点月壤元素X射线特征能量峰,由此分析了着陆点月壤元素的成分,得知测量点月壤元素成分包括Si、Ca、Al、Mg、K、P、S、Fe、Ti、Ni、Cr、Mo、Sr、Y、Zr、Nb。研究结果为月陆地质演化提供了有利的参数制约。     

基于贝叶斯理论的水文干旱预测

以1960—2010年的潘家口水库流域的入库径流序列,计算得到12个时间尺度的水文干旱指数SRI序列。基于水文干旱指数SRI时间序列,分别采用传统的极大似然法和改进的贝叶斯方法构建时间序列模型ARMA,并对比基于极大似然法和贝叶斯方法构建的两种ARMA模型的模拟和预测精度。结果表明,基于贝叶斯方法构建的模型在模拟和预测期的模拟效果较优。随着预测期的延长,两种模型的模拟精度均呈现降低趋势。     

铀矿物和含铀矿石中铀价态比值的X射线光电子能谱分析

在应用Ｘ射线光电子能谱对铀氧化物中铀价态比值定量分析的基础上，研究了对铀矿物和含铀矿石中铀价态的测量方法。结果表明，从含铀量０．９％－７２％的样品测得的Ｕ４＋／Ｕ总的比值与化学方法的结果相符。其分析误差能满足铀矿地质研究的需要。     

无人机航空伽马能谱数据处理中大气氡的修正

介绍了无人机航空伽马能谱数据处理中大气氡修正的一种方法——能谱比法的原理与方法、数据处理过程及其在无人机航空伽马能谱数据处理中的应用。使用该方法对喀什地区的无人机航空伽马能谱进行修正,修正后的航放U较好地反映了该区的地质情况,可以应用到生产实践中去。     

高分辨扫描电镜和X射线能谱Mapping技术研究碲矿物的成分和形态特征

X射线能谱元素像分析技术(EDS-Mapping)可直接观察岩石光片中目标元素的分布特征。本文采用高分辨扫描电镜及配置的X射线能谱仪综合分析技术,对山东归来庄金矿中碲元素和其他元素的分布特征和组合规律进行研究,定性确定含碲矿物、形态特征及其与其他矿物间的空间关系。结果表明,研究区金矿中含碲矿物有棱角状碲金银矿、碲化铅等,以浸染状形貌他形镶嵌于主矿物他形石英和片状云母之间,颗粒大小从几微米到几百微米极不均匀。对典型含碲矿物的微区成分进一步精确测定,得到碲金银矿和碲化铅的化学式为Ag_(0.85)Au_(2.55)Te_6和Pb_(0.52)Te_(0.48),其中碲金银矿成分明显异常。本文研究为稀散分布微细矿物的成分、形态分布及与围岩关系建立了一套先进实用的表征方法,可为含碲金矿的综合利用提供技术支持。     

基于标准贯入试验的土体液化判别准则模型误差分析及土体液化概率预测

基于标准贯入试验的经验判别准则在建立过程中,由于存在较多的不确定性因素,不可避免地具有模型误差。本研究基于1962~1976年间的8场地震中的液化案例数据,采用极大似然理论对《工业与民用建筑抗震设计规范（TJ11-74）》、《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》和《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》中液化判别准则的误差进行了分析。研究表明：3种液化判别准则在分析1974年以前的液化案例时的精度较低,在分析1974年以后的液化案例时的精度较高,这可能与前者的锤击数并非由标准贯入试验直接获得有关;根据贝叶斯信息准则,GB50011-2001具有最高的最优模型概率,与液化案例数据符合程度最高。土体液化判别结果存在不确定性,本文给出了基于液化判别准则的模型误差以及未经修正的饱和土标准贯入锤击数与液化判别标准贯入锤击数临界值的比值计算的土体的液化概率公式。     

γ能谱测量探测良渚古遗址的影响因素分析及数据处理

利用地面γ能谱测量方法对良渚古城墙遗址进行考古探测,目的是确定古城墙遗迹的边界、了解古城墙的展布方向。但由于γ能谱测量通常受地形、气候、统计涨落和局部干扰等因素的影响,故通过对不同成分、不同湿度、不同植被等地表因素影响下的土壤数据进行统计分析,求得校正因子,进而对地表影响因素进行校正;并利用小波滤波的方法对局部干扰和统计涨落进行了压制。该处理过程与常规的多点平滑方法相比,它更好地压制了局部干扰和统计涨落,将约40 m宽的城墙遗迹边界在图像上清晰地呈现出来,与开挖结果基本相符,对古城墙的确定起到了重要作用。     

重磁解释中健全的极大似然法及三维反演

本文介绍了JOAO.B.C.SILVA提出的重磁解释中健全的(Robust)极大似然反演方法的基本原理,讨论了重力二度体非线性几何参数的反演情况,并将该方法扩展到三维重、磁非线性几何参数反演中。重点讨论了场值中有较大随机干扰、有不同类型的地质噪音源影响下的反演结果。理论反演结果表明,该方法有比最小二乘反演方法更接近实际的解,从而提高了解的可靠性,对于重磁局部异常或孤立异常有较好的反演效果。     

基于Probit回归模型的煤矿底板突水预测

针对矿井底板突水预测精确度要求高的特点,提出了二值Probit回归矿井突水预测模型。依据概率论的相关知识构建模型参数的极大似然估计法,并通过遗传算法求模型参数的最优解。利用所建模型对建模样本的突水性进行反向识别,对测试样本的突水性进行预测识别,正确率分别为90%和100%,表明该模型具有很高的精确度。另外,所建模型结构简单、便于操作和使用,有一定的参考价值。     

CE-1伽马能谱测量中4种月球岩石的能谱特征分析

从CE-1 γ能谱测量获得的数据出发,对原始数据进行处理,将原始谱线按每5°×5°网格内平均而获得月表上的γ能谱数据。选取了12条不同位置分别代表玄武岩、斜长岩、富镁岩和KREEP岩的能谱曲线进行分析,发现同一岩性的谱线具有相似性。通过对每种岩性选择的一条谱线进行分析可知,不同的岩性能谱曲线有一定的差别,表现为不同岩性在元素特征能谱峰的变化不同,玄武岩的能谱曲线特征峰主要的元素为Th、K、Si、Ca、C、Fe和Ti;斜长岩的能谱曲线特征峰主要元素为U、Ca、C、Mg、Al和Mn。KREEP岩的能谱曲线特征峰主要为K、Th、U、Si、Ca和Fe,而低C和Al;富镁岩能谱曲线表现为低U、Si、Ca和Cl而高K、Mg、Th和Fe含量特征。文中给出了能较好区分不同岩性的元素特征峰能量,可为月表γ能谱的定量分析奠定基础。     

GP-1型γ射线谱仪能谱漂移的手动补偿装置及其在铀镭平衡破坏样品分析中的应用

为解决GP-1型γ射线谱仪能谱漂移的问题,在前置放大器与主放大器之间加一个螺旋电位器,使之可手动连续调节信号幅度,确保谱仪在运行中系数不变。叙述了B-γ-γ能谱法测铀、镭、钍的原理及含量的计算公式,并用改进了的GP-1型γ射线谱仪测定了铀镭平衡破坏样品中的铀,镭、钍含量。本工作相化学方法分析的结果是符合的。     

应用能谱-扫描电镜和X射线衍射技术研究原煤伴生矿物中稀土和放射性元素赋存形式

研究原煤中稀土及放射性元素的赋存形式,对原煤是集中还是分散利用、燃煤过程中粉煤灰的排放截留、从原煤或粉煤灰中提取稀土及放射性元素等方面都具有指导意义。由前人研究可知不同矿区原煤中稀土及放射性元素的赋存形式有差异。本文研究了山西省霍西煤田两个矿区175个煤样中稀土及放射性元素的赋存形式,应用背散射电子图像(BSEI)定位分析区域,应用BSEI、能谱-扫描电镜法(EDX-SEM)中的面分析(EDS-mapping)和粉晶X射线衍射法确定了主要伴生矿物,应用BSEI和EDX-SEM中的点分析(EDS-point)确定了微量伴生矿物。在煤样中发现了铈镧钕钇镝钪六种稀土元素及一种放射性元素钍,其中铈、镧和钕主要以磷酸盐形式伴生于高岭石类矿物中,部分伴生在含氧化铝或氧化硅较多的矿物中,少量存在于碳中;钇、镝以磷酸盐或氧化物形式独立存在于碳中;在部分锆石、独居石中分别发现了钪和钍。研究表明,该矿区煤样中稀土元素主要以细粒自生矿物的形式伴生在其他矿物中,少数以独立矿物的形式存在于碳中,放射性元素钍伴生在独居石中。     

考虑量测误差的反分析方法

由于量测误差的存在,使反分析参数的可靠性降低。分析了路堤工程量测误差的来源以及确定方法,以及采用极大似然法导出了包含协方差矩阵的最小化目标函数表达式,并推导了测斜仪的协方差矩阵。将最小化目标函数值作为遗传算法的适应度值可以优化土性参数。给出一个实例,得出考虑测斜仪误差比未考虑测斜仪误差的计算结果更符合实际情况。     

基于HMM双重模型的伽马能谱漂移模拟

结合放射性测量中的能谱统计特性及漂移特点,提出了采用hidden Markov models对能谱漂移进行模拟的双重模型方法。采用Gaussian mixture model对能谱的短时瞬态特性进行描述,转化为参数化模型;采用HMM状态转移对能谱测量中的能谱漂移条件进行模拟,实现Gaussian mixture model的参数调整。实例表明,该方法可以灵活地调整参数以满足能谱漂移模拟的多样性要求,是一种性能良好的参数化模拟方法。     

水文频率分析中参数估计SAGA-ML方法的研究

建立基于模拟退火遗传算法(Sjmualted Annealing Genetic Algorithm,SAGA)的改进极大似然法,即将似然函数相反数求解极小值的表达式作为目标函数,依据矩法估计参数取值范围作为约束条件,然后应用SAGA进行参数估计.与常规极大似然法思路有本质不同,改进极大似然法通过遗传算法进行参数优化.通过蒙特卡罗试验,验证了改进极大似然法在参数估计和不同频率设计值估计两个方面均具有很好的准确性,与基于最大熵原理的方法效果相当,优于其他方法;同时该方法不受线型类型、参数数目和约束条件的限制;可以避免应用常规极大似然法时出现似然方程无解等情况;且求解过程简便快捷,使极大似然法在理论上和实际应用中都成为有效的方法.     

基于SNIP算法扣除γ能谱本底的探讨及应用

在自然γ能谱全谱分析中,为了分离无用信息及提高解释精度,须进行γ全谱连续本底的自动扣除。介绍了γ能谱本底的来源及特征,探讨了SNIP算法扣除γ能谱本底的数学原理及过程,重点开展了SNIP方法在γ能谱本底扣除中的初步应用。通过对三个不同能量的全能峰的比较分析,指出应根据γ能谱中谱峰宽度的差异,选择合适的变换宽度,以便获得最佳的全谱本底扣除效果。实验证明,该技术可应用于自然γ能谱测井的软件处理平台中。     

基于变参数双指数平滑法的自然伽玛能谱处理

分析了多项式拟和处理伽玛能谱不足的原因,提出了一种快速光滑能谱的模型。通过改变霍尔特指数平滑中的参数,来调整加权系数,从而改变平滑的程度。实例表明了这种模型既能消除统计涨落,还能把感兴趣的γ能谱峰形显示出来。