基于序贯贝叶斯分析的放射性核素快速识别方法研究

发布时间：2021-08-17 20:28

　　放射性材料在国民生产和经济发展中起着举足轻重的作用,在核电事业发展和核恐怖主义威胁日益加深的今天,为防止扩散、走私和恶意使用放射性材料（包括特殊核材料）,对放射性材料的管理和监控成为核安全领域亟待解决的关键问题,然而要实现对放射性材料的快速探测及识别一直是学术界公认的世界性难题。通常情况下,通过被动探测及分析放射性材料释放出的特征伽马射线,实现对放射性材料的定性和定量判断。在传统方法中,能谱分析方法独树一帜——基于高斯假设,统计性地分析特征伽马射线的能量分布,这一方法结合具有能量高分辨的高纯锗探测器,可以精确定量给出放射性材料的种类、活度等信息。能谱分析方法需要通过大量辐射事件累计得出统计性结果,导致无法在短时间（秒量级）内识别放射性核素种类,因此不适合应用与海关、港口、机场和边境检查点的安检场景。上述应用场景中,放射性材料通常都会放置于屏蔽良好的容器罐中或置于集装箱内,使得伽马畸变和计数率低,为此需要有针对性地研究一种新型放射性核素快速识别方法。序贯贝叶斯分析方法在这种需求牵引下孕育而生,由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室于2009年首次提出。该方法利用放射性核素的三种“指纹特征”——半... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

序贯贝叶斯处理器分析处理结果

增管；图的右边标明了探测器结构的具体尺寸。用MCNP5模拟计算探测器在标准60Co/i37Cs源下的能谱响应，如，Y源置于探测器正前方25cm处，为方便计算，模拟条件参数简化①闪烁晶体LaBr3(Ce)在掺杂0.03%的Ce后密度不变；②防震胶层用聚酰胺树脂（CHNO)代替，密度1.02g/cm3;③用Si02模拟光电倍增管，密度2.4g/cm3;④不考虑标准源发射的X射线和发射概率小于1%的Y射线；⑤点源代替面源，且限5^伽马出射方向，使射线均能进入闪烁晶体；⑥定义源和探测器放置在真空里，排除周围其他物质的影响。

Fig. 2-22 The energy accuracy after self-calibration in various counting time图2-22能量准确度随测量时间变化曲线在工作电压为625V和放大倍数为30的情况下，实验结果证明了自刻度方法的良好性能。为研究方法的稳定性，改变工作电压，以5V为增量从61()V到640V,同时改变放大倍数，以5倍为增量从5到40,在i37Cs/152EU混合源下共测量56个能谱，测量时间均为6000s，对所有能谱进行自刻度处理。图2-23给出0刻度结果，其中X轴代表工作电压，Y轴代表放大倍数

【参考文献】：
期刊论文
[1]LaBr3:Ce闪烁探测器自发本底谱研究[J]. 高峰,张建国,杨翊方,王海军,王震涛.  核电子学与探测技术. 2012(05)
[2]溴化镧探测器γ能谱的MC模拟及特性研究[J]. 陈亮,魏义祥.  核技术. 2009(02)



本文编号：3348442