伽瑪探測器的效率校準方法、裝置和系統制造方法及圖紙

本發明專利技術的實施例提供了一種伽瑪探測器的效率校準方法、裝置和系統，涉及輻射探測領域，該方法包括：獲取伽瑪探測器探測參考放射源的全能峰探測效率；根據本發明專利技術提出的放射源總探測概率的計算方法，分別計算參考放射源的參考總探測概率和樣品放射源的樣品總探測概率；根據樣品總探測概率、參考總探測概率和參考放射源的全能峰探測效率，確定伽瑪探測器探測樣品放射源的全能峰探測效率。該方法能夠提高效率校準的準確度，且校準過程簡單，探測器無需經過嚴謹表征，以及適用于任意形狀的放射源。以及適用于任意形狀的放射源。以及適用于任意形狀的放射源。

【技術實現步驟摘要】
伽瑪探測器的效率校準方法、裝置和系統


[0001]本專利技術涉及輻射探測領域，具體而言，涉及一種伽瑪探測器的效率校準方法、裝置和系統。

技術介紹

[0002]伽瑪探測器（也稱為伽瑪譜儀）是輻射探測中使用最廣泛的儀器之一。在放射性核素活度測量中，需要對使用的伽瑪探測系統進行效率校準（efficiency calibration）。伽瑪探測器的效率校準方法主要包括以下幾種：
[0003]1，通常，伽瑪探測器的效率校準是使用已知活度的標準源能譜測量來確定。但是，當樣品源（也即是待測放射源）與標準源的幾何形狀和材質差異很大時，需要重新尋找合適的標準源進行校準，這對于大部分相關工作者來說并非是一件簡單的事情。如果不進行重新校準直接進行測量，則會引起很大的誤差。
[0004]2，使用蒙特卡洛方法進行效率校準。這需要掌握蒙特卡洛程序，而且需要對探測器和樣品源進行詳細的描述。但是，由于很難精確描述晶體死層等原因，該方法的準確度較低。
[0005]3，通過無源效率校準的方式進行效率校準。例如，使用LabSOCS和GammaCalib等無源效率校準軟件計算任意樣品源的探測效率。但是，測量所使用的伽瑪探測器必須通過嚴謹的表征，未經表征的伽瑪探測器無法使用這些無源效率校準軟件。
[0006]4，探測效率轉移方法。例如，L.Moens等人提出來的效率轉移方法。該方法適用于多種伽瑪探測器的效率校準，具有準確度高、探測器不需要經過嚴謹的工廠表征等特點，最初版本SOLANG只能計算點源和放射源半徑小于探測器半徑的圓柱體源，進階版本ANGLE可以計算任意半徑的圓柱體源以及馬林杯源。ANGEL假設放射源為放置在探測器正上方的點源、圓柱體源或者是馬林杯源等與探測器同軸的放射源，其計算方法基于有效立體角的概念。該計算方法需要先描述放射源內某個體積元對探測器表面某個微元的立體角，再對探測器表面和放射源的體積進行多重積分，得到放射源對探測器的幾何立體角。在多重積分式中加入衰減因子和效率因子后，就可以得到有效率立體角的多重積分表達式。然后，利用高斯勒讓德積分來計算放射源對探測器的有效立體角，最后用兩個放射源對探測器的有效立體角的比值來進行全能峰探測效率的轉移。該方法很好的描述了點源、圓柱體源以及馬林杯源的幾何以及光子衰減和探測器的響應，但是，因為受使用的數學方法的限制，其最新版本ANGLE4目前為止也只能適用于點源、圓柱體源和馬林杯源。換言之，該方法還不適用于任意形狀的放射源的效率校準。
[0007]因此，現有的效率校準方法存在著如下一個或多個問題：校準過程復雜，準確度較低，探測器未經嚴謹表征時無法校準，以及不適用于任意形狀的放射源的效率校準等問題。

技術實現思路

[0008]有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種伽瑪探測器的效率校準方法、裝置和系統，
能夠提高效率校準的準確度，且校準過程簡單，探測器無需經過嚴謹表征，以及適用于任意形狀的放射源。
[0009]為了實現上述目的，本專利技術實施例采用的技術方案如下：
[0010]第一方面，本專利技術提供一種伽瑪探測器的效率校準方法。第一方面所述的方法包括：獲取伽瑪探測器探測參考放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；根據放射源總探測概率的計算方法，分別獲取參考放射源的參考總探測概率和樣品放射源的樣品總探測概率；根據樣品總探測概率、參考總探測概率和參考放射源的全能峰探測效率，確定伽瑪探測器探測樣品放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；其中，放射源總探測概率的計算方法包括：將放射源劃分為多個點源；放射源包括參考放射源或者樣品放射源；確定多個點源中每個點源發射的多條伽瑪射線，得到伽瑪射線集合；確定伽瑪射線集合中每條伽瑪射線被伽瑪探測器探測到的探測概率，得到多個探測概率；根據多個探測概率，確定放射源發射的伽瑪射線被伽瑪探測器探測到的總探測概率。
[0011]第二方面，本專利技術提供一種伽瑪探測器的效率校準裝置，包括：測量模塊、輸入模塊和處理模塊；其中，測量模塊，用于采集參考放射源和樣品放射源的能譜，并分析計算參考放射源的全能峰探測效率。輸入模塊，用于接收伽瑪探測器、參考放射源和樣品放射源的模型信息；輸入模塊，還用于接受伽瑪探測器探測參考放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；處理模塊，用于根據放射源總探測概率的計算方法，分別獲取參考放射源的參考總探測概率和樣品放射源的樣品總探測概率；處理模塊，還用于根據樣品總探測概率、參考總探測概率和參考放射源的全能峰探測效率，確定伽瑪探測器探測樣品放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；其中，放射源總探測概率的計算方法包括：處理模塊，還用于將放射源劃分為多個點源；放射源包括參考放射源或者樣品放射源；處理模塊，還用于確定多個點源中每個點源發射的多條伽瑪射線，得到伽瑪射線集合；處理模塊，還用于確定伽瑪射線集合中每條伽瑪射線被伽瑪探測器探測到的探測概率，得到多個探測概率；處理模塊，還用于根據多個探測概率，確定放射源發射的伽瑪射線被伽瑪探測器探測到的總探測概率。
[0012]第三方面，本專利技術提供一種伽瑪探測系統，包括伽瑪探測器和上位機，所述伽瑪探測器與所述上位機連接，所述上位機包括與存儲器連接的處理器，所述處理器用于執行所述存儲器中的計算機程序，使得第一方面所述的方法被執行。
[0013]第四方面，本專利技術提供一種計算機可讀存儲介質，包括計算機程序，當所述計算機程序在計算機上運行時，使得第一方面所述的方法被執行。
[0014]相較于現有的效率校準方法，本專利技術實施例提供的伽瑪探測器的效率校準方法中，通過將放射源劃分為多個點源，然后確定每個點源發射的每條伽瑪射線的探測概率，并根據每條伽瑪射線的探測概率確定放射源的總探測概率。換言之，本方法從單個伽瑪射線出發進行效率校準，避開了對立體角的多重積分，簡化了效率校準過程，減少計算量。并且，在本方案中，根據樣品總探測概率、參考總探測概率和參考放射源的全能峰探測效率，確定伽瑪探測器探測樣品放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率。換句話說，通過效率轉移的方式計算樣品放射源的全能峰探測效率，從而實現效率校準，在此過程中無需經過嚴謹的工廠表征，適合對批量伽瑪探測器的效率校準。另外，本方案對放射源的形狀并不限定，因此，本方案能夠快速準確地計算伽瑪探測器對任意形狀放射源特定能量的伽瑪
光子的總探測概率，進而實現對任意形狀放射源的效率轉移計算，具有不受放射源的幾何形狀、位置的限制，計算速度快、準確度高等特點。
[0015]為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉本專利技術實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
[0016]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對本專利技術實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0017]圖1為本專利技術實施例提供的伽瑪探本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種伽瑪探測器的效率校準方法，其特征在于，所述方法包括：獲取伽瑪探測器探測參考放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；根據放射源總探測概率的計算方法，分別獲取所述參考放射源的參考總探測概率和樣品放射源的樣品總探測概率；根據所述樣品總探測概率、所述參考總探測概率和所述參考放射源的全能峰探測效率，確定所述伽瑪探測器探測所述樣品放射源發射的目標能量伽瑪射線的全能峰探測效率；其中，所述放射源總探測概率的計算方法包括：將放射源劃分為多個點源；所述放射源包括所述參考放射源或者所述樣品放射源；確定所述多個點源中每個所述點源發射的多條伽瑪射線，得到伽瑪射線集合；確定所述伽瑪射線集合中每條所述伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的探測概率，得到多個探測概率；根據所述多個探測概率，確定所述放射源發射的伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的總探測概率。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將放射源劃分為多個點源，包括：將所述樣品放射源劃分為N1個樣品點源，N1為正整數；以及，將所述參考放射源劃分為N2個參考點源，N2為正整數；確定所述多個點源中每個所述點源發射的多條伽瑪射線，得到伽瑪射線集合，包括：確定所述N1個樣品點源中每個所述樣品點源發射的L條伽瑪射線，得到N1*L條伽瑪射線，L為正整數；以及，確定所述N2個參考點源中每個所述參考點源發射的L條伽瑪射線，得到N2*L條伽瑪射線，L為正整數；確定所述伽瑪射線集合中每條所述伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的探測概率，得到多個探測概率，包括：確定所述N1*L條伽瑪射線中每條所述伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的探測概率，得到N1*L個探測概率；以及，確定所述N2*L條伽瑪射線中每條所述伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的探測概率，得到N2*L個探測概率；根據所述多個探測概率，確定所述放射源發射的伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的總探測概率，包括：根據所述N1*L個探測概率，確定所述樣品放射源發射的伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的所述樣品總探測概率；以及，根據所述N2*L個探測概率，確定所述參考放射源發射的伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的所述參考總探測概率。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述放射源為點源。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，將所述樣品放射源劃分為N1個樣品點源；以及，將所述參考放射源劃分為N2個參考點源，包括：將所述樣品放射源均勻劃分為N1個所述樣品點源；以及，將所述參考放射源均勻劃分為N2個所述參考點源。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，將所述樣品放射源均勻劃分為N1個所述樣品點源；以及，將所述參考放射源均勻劃分為N2個所述參考點源，包括：利用蒙特卡洛抽樣方法將所述樣品放射源隨機劃分為N1個所述樣品點源；以及，利用蒙
特卡洛抽樣方法將所述參考放射源隨機劃分為N2個所述參考點源。6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述放射源總探測概率的計算方法還包括以下步驟：A，將所述放射源劃分為M個點源，M為正整數且M小于N1和N2；所述放射源包括參考放射源或樣品放射源；B，確定所述M個點源中每個所述點源發射的L條伽瑪射線，得到M*L條伽瑪射線；C，確定所述M*L條伽瑪射線中每條所述伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的探測概率，得到M*L個探測概率；D，根據所述M*L個探測概率，確定所述放射源發射的伽瑪射線被所述伽瑪探測器探測到的第一總探測概...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董翀，伊木然，
申請(專利權)人：北京中科核安科技有限公司，
類型：發明
國別省市：