HPGeγ谱谱分析有关方法的研究

发布时间：2020-07-14 08:02

【摘要】：HPGeγ谱仪和NaI（Tl）γ谱仪是最常用于放射性测量的谱仪，在环保系统内，用于环境土壤样品放射性测量所用的谱仪基本上都是采用HPGeγ谱仪。HPGeγ谱仪相比于Na（ITl）γ谱仪，它的能量分辨率和能量线性等性能更好些，但是，在实际的测量过程中，依然存在一些能量很近的谱峰相互重叠难以分辨，加之统计涨落、散射本底的存在，都会影响核素的定性定量分析。本文是基于贵州省伴生矿放射性水平调查项目的基础上完成的，综合对比了国内外有关γ能谱数据处理分析的现状，主要对HPGeγ谱谱分析在寻峰、本底扣除以及用高斯反卷积响应矩阵法解析γ谱几个方面进行了一些研究。（1）寻峰方法的研究：论文主要是采用简单比较法和一阶导数法两种方法。在简单比较法中，对于峰位的计算运用了重心法和拟合法，发现重心法计算峰位的效果优于拟合法计算峰位的效果；谱线进行光滑处理前后分别寻峰，进行光滑处理后的寻峰的效果好于光滑处理前的效果。而在一阶导数法寻峰中，对已进行平滑处理的谱线，用一阶导数法寻峰效果较差；未经平滑处理的谱线，用一阶导数寻峰效果比较理想。（2）谱线本底扣除方法的研究：论文主要采用SNIP本底扣除和稳健回归本底扣除两种方法。经初步试验，SNIP方法简单，实用性更强，稳健回归对于HPGe这种8192道的宽范围谱段效果不是很好，需要做谱段分段处理。（3）高斯反卷积响应矩阵解析γ谱的研究：论文主要是针对于HPGe的γ能谱谱数据，根据不同的FWHM构建高斯响应矩阵，通过反卷积对γ能谱数据进行解析。从结果可以看出，反卷积能够提高能谱的分辨效果和分离重峰，也可以进行进一步的定量应用研究。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL817
【图文】：

区域图,相互作用,区域,光电效应

应三种主要的作用机制。对于几十 keV 到数百 keV 的低能γ射线，光电效应占据优势；对于 5～10 MeV 以上的高能γ射线，电子对效应占据优势；康普顿效应则在数百keV到3MeV能量范围内是最有可能发生的相互作用（如图2-2所示）。下面重点介绍光电效应、康普顿效应以及电子对效应三种主要的作用方式。图 2-2 三种相互作用占优势的区域2.2.1 光电效应当进入闪烁体的 γ 光子的所有能量被靶物质原子中的束缚电子所吸收，束缚电子用其中的一部分能量来摆脱原子的束缚使电子能够发射出去，成为光电子，γ 光子则消失；剩下多余的能量则作为光电子的动能，发生光电效应。如图 2-3所示。在光电效应中，如果入射的 γ 射线属于单能，产生的相应光电子也会是单能。一般来说，K 壳层是光电子最有可能发射出来的壳层，其次是 L 层、M 层、N 层。当入射 γ 光子的能量较低（小于数百 keV）

光电效应

图 2.3 光电效应顿效应线与靶物质发生碰撞，产生的碰撞为一种典型的非弹性一部分能量转移给核外电子，核外电子获得足够能量后反冲电子，反冲电子沿着与 γ 光子入射方向成 φ 角发射将沿着与入射方向成 θ 角的方向散射出去。这种情况下运动方向和能量经过相互作用后都会发生改变，这个过 2-4 所示。应中的 γ 射线是本身消失，能量则百分之百的转给原子应中的 γ 光子能量不是全部损失，而只是损失部分能量相互结合最弱的外层电子。当入射 γ 射线的能量范围在V～3MeV），靶物质的原子序数较低时，主要发生康普

康普顿效应

图 2.3 光电效应2 康普顿效应当 γ 射线与靶物质发生碰撞，产生的碰撞为一种典型的非弹性碰撞时自身的一部分能量转移给核外电子，核外电子获得足够能量后，会脱离缚成为反冲电子，反冲电子沿着与 γ 光子入射方向成 φ 角发射出去，损 γ 光子将沿着与入射方向成 θ 角的方向散射出去。这种情况下的入射的初始运动方向和能量经过相互作用后都会发生改变，这个过程就叫康，如图 2-4 所示。光电效应中的 γ 射线是本身消失，能量则百分之百的转给原子的核外普顿效应中的 γ 光子能量不是全部损失，而只是损失部分能量，它一般原子核相互结合最弱的外层电子。当入射 γ 射线的能量范围在低能和高几百 keV～3MeV），靶物质的原子序数较低时，主要发生康普顿效应

【参考文献】