伽玛探测器的效率校准方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种伽玛探测器的效率校准方法、装置和系统，涉及辐射探测领域，该方法包括：获取伽玛探测器探测参考放射源的全能峰探测效率；根据本发明专利技术提出的放射源总探测概率的计算方法，分别计算参考放射源的参考总探测概率和样品放射源的样品总探测概率；根据样品总探测概率、参考总探测概率和参考放射源的全能峰探测效率，确定伽玛探测器探测样品放射源的全能峰探测效率。该方法能够提高效率校准的准确度，且校准过程简单，探测器无需经过严谨表征，以及适用于任意形状的放射源。以及适用于任意形状的放射源。以及适用于任意形状的放射源。

【技术实现步骤摘要】
伽玛探测器的效率校准方法、装置和系统


[0001]本专利技术涉及辐射探测领域，具体而言，涉及一种伽玛探测器的效率校准方法、装置和系统。

技术介绍

[0002]伽玛探测器（也称为伽玛谱仪）是辐射探测中使用最广泛的仪器之一。在放射性核素活度测量中，需要对使用的伽玛探测系统进行效率校准（efficiency calibration）。伽玛探测器的效率校准方法主要包括以下几种：
[0003]1，通常，伽玛探测器的效率校准是使用已知活度的标准源能谱测量来确定。但是，当样品源（也即是待测放射源）与标准源的几何形状和材质差异很大时，需要重新寻找合适的标准源进行校准，这对于大部分相关工作者来说并非是一件简单的事情。如果不进行重新校准直接进行测量，则会引起很大的误差。
[0004]2，使用蒙特卡洛方法进行效率校准。这需要掌握蒙特卡洛程序，而且需要对探测器和样品源进行详细的描述。但是，由于很难精确描述晶体死层等原因，该方法的准确度较低。
[0005]3，通过无源效率校准的方式进行效率校准。例如，使用LabSOCS和GammaCalib等无源效率校准软件计算任意样品源的探测效率。但是，测量所使用的伽玛探测器必须通过严谨的表征，未经表征的伽玛探测器无法使用这些无源效率校准软件。
[0006]4，探测效率转移方法。例如，L.Moens等人提出来的效率转移方法。该方法适用于多种伽玛探测器的效率校准，具有准确度高、探测器不需要经过严谨的工厂表征等特点，最初版本SOLANG只能计算点源和放射源半径小于探测器半径的圆柱体源，进阶版本ANGLE可以计算任意半径的圆柱体源以及马林杯源。ANGEL假设放射源为放置在探测器正上方的点源、圆柱体源或者是马林杯源等与探测器同轴的放射源，其计算方法基于有效立体角的概念。该计算方法需要先描述放射源内某个体积元对探测器表面某个微元的立体角，再对探测器表面和放射源的体积进行多重积分，得到放射源对探测器的几何立体角。在多重积分式中加入衰减因子和效率因子后，就可以得到有效率立体角的多重积分表达式。然后，利用高斯勒让德积分来计算放射源对探测器的有效立体角，最后用两个放射源对探测器的有效立体角的比值来进行全能峰探测效率的转移。该方法很好的描述了点源、圆柱体源以及马林杯源的几何以及光子衰减和探测器的响应，但是，因为受使用的数学方法的限制，其最新版本ANGLE4目前为止也只能适用于点源、圆柱体源和马林杯源。换言之，该方法还不适用于任意形状的放射源的效率校准。
[0007]因此，现有的效率校准方法存在着如下一个或多个问题：校准过程复杂，准确度较低，探测器未经严谨表征时无法校准，以及不适用于任意形状的放射源的效率校准等问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种伽玛探测器的效率校准方法、装置和系统，
能够提高效率校准的准确度，且校准过程简单，探测器无需经过严谨表征，以及适用于任意形状的放射源。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种伽玛探测器的效率校准方法。第一方面所述的方法包括：获取伽玛探测器探测参考放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；根据放射源总探测概率的计算方法，分别获取参考放射源的参考总探测概率和样品放射源的样品总探测概率；根据样品总探测概率、参考总探测概率和参考放射源的全能峰探测效率，确定伽玛探测器探测样品放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；其中，放射源总探测概率的计算方法包括：将放射源划分为多个点源；放射源包括参考放射源或者样品放射源；确定多个点源中每个点源发射的多条伽玛射线，得到伽玛射线集合；确定伽玛射线集合中每条伽玛射线被伽玛探测器探测到的探测概率，得到多个探测概率；根据多个探测概率，确定放射源发射的伽玛射线被伽玛探测器探测到的总探测概率。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种伽玛探测器的效率校准装置，包括：测量模块、输入模块和处理模块；其中，测量模块，用于采集参考放射源和样品放射源的能谱，并分析计算参考放射源的全能峰探测效率。输入模块，用于接收伽玛探测器、参考放射源和样品放射源的模型信息；输入模块，还用于接受伽玛探测器探测参考放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；处理模块，用于根据放射源总探测概率的计算方法，分别获取参考放射源的参考总探测概率和样品放射源的样品总探测概率；处理模块，还用于根据样品总探测概率、参考总探测概率和参考放射源的全能峰探测效率，确定伽玛探测器探测样品放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；其中，放射源总探测概率的计算方法包括：处理模块，还用于将放射源划分为多个点源；放射源包括参考放射源或者样品放射源；处理模块，还用于确定多个点源中每个点源发射的多条伽玛射线，得到伽玛射线集合；处理模块，还用于确定伽玛射线集合中每条伽玛射线被伽玛探测器探测到的探测概率，得到多个探测概率；处理模块，还用于根据多个探测概率，确定放射源发射的伽玛射线被伽玛探测器探测到的总探测概率。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种伽玛探测系统，包括伽玛探测器和上位机，所述伽玛探测器与所述上位机连接，所述上位机包括与存储器连接的处理器，所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，使得第一方面所述的方法被执行。
[0013]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得第一方面所述的方法被执行。
[0014]相较于现有的效率校准方法，本专利技术实施例提供的伽玛探测器的效率校准方法中，通过将放射源划分为多个点源，然后确定每个点源发射的每条伽玛射线的探测概率，并根据每条伽玛射线的探测概率确定放射源的总探测概率。换言之，本方法从单个伽玛射线出发进行效率校准，避开了对立体角的多重积分，简化了效率校准过程，减少计算量。并且，在本方案中，根据样品总探测概率、参考总探测概率和参考放射源的全能峰探测效率，确定伽玛探测器探测样品放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率。换句话说，通过效率转移的方式计算样品放射源的全能峰探测效率，从而实现效率校准，在此过程中无需经过严谨的工厂表征，适合对批量伽玛探测器的效率校准。另外，本方案对放射源的形状并不限定，因此，本方案能够快速准确地计算伽玛探测器对任意形状放射源特定能量的伽玛
光子的总探测概率，进而实现对任意形状放射源的效率转移计算，具有不受放射源的几何形状、位置的限制，计算速度快、准确度高等特点。
[0015]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的伽玛探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伽玛探测器的效率校准方法，其特征在于，所述方法包括：获取伽玛探测器探测参考放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；根据放射源总探测概率的计算方法，分别获取所述参考放射源的参考总探测概率和样品放射源的样品总探测概率；根据所述样品总探测概率、所述参考总探测概率和所述参考放射源的全能峰探测效率，确定所述伽玛探测器探测所述样品放射源发射的目标能量伽玛射线的全能峰探测效率；其中，所述放射源总探测概率的计算方法包括：将放射源划分为多个点源；所述放射源包括所述参考放射源或者所述样品放射源；确定所述多个点源中每个所述点源发射的多条伽玛射线，得到伽玛射线集合；确定所述伽玛射线集合中每条所述伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的探测概率，得到多个探测概率；根据所述多个探测概率，确定所述放射源发射的伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的总探测概率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将放射源划分为多个点源，包括：将所述样品放射源划分为N1个样品点源，N1为正整数；以及，将所述参考放射源划分为N2个参考点源，N2为正整数；确定所述多个点源中每个所述点源发射的多条伽玛射线，得到伽玛射线集合，包括：确定所述N1个样品点源中每个所述样品点源发射的L条伽玛射线，得到N1*L条伽玛射线，L为正整数；以及，确定所述N2个参考点源中每个所述参考点源发射的L条伽玛射线，得到N2*L条伽玛射线，L为正整数；确定所述伽玛射线集合中每条所述伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的探测概率，得到多个探测概率，包括：确定所述N1*L条伽玛射线中每条所述伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的探测概率，得到N1*L个探测概率；以及，确定所述N2*L条伽玛射线中每条所述伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的探测概率，得到N2*L个探测概率；根据所述多个探测概率，确定所述放射源发射的伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的总探测概率，包括：根据所述N1*L个探测概率，确定所述样品放射源发射的伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的所述样品总探测概率；以及，根据所述N2*L个探测概率，确定所述参考放射源发射的伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的所述参考总探测概率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述放射源为点源。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述样品放射源划分为N1个样品点源；以及，将所述参考放射源划分为N2个参考点源，包括：将所述样品放射源均匀划分为N1个所述样品点源；以及，将所述参考放射源均匀划分为N2个所述参考点源。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述样品放射源均匀划分为N1个所述样品点源；以及，将所述参考放射源均匀划分为N2个所述参考点源，包括：利用蒙特卡洛抽样方法将所述样品放射源随机划分为N1个所述样品点源；以及，利用蒙
特卡洛抽样方法将所述参考放射源随机划分为N2个所述参考点源。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述放射源总探测概率的计算方法还包括以下步骤：A，将所述放射源划分为M个点源，M为正整数且M小于N1和N2；所述放射源包括参考放射源或样品放射源；B，确定所述M个点源中每个所述点源发射的L条伽玛射线，得到M*L条伽玛射线；C，确定所述M*L条伽玛射线中每条所述伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的探测概率，得到M*L个探测概率；D，根据所述M*L个探测概率，确定所述放射源发射的伽玛射线被所述伽玛探测器探测到的第一总探测概...

【专利技术属性】
技术研发人员：董翀，伊木然，
申请(专利权)人：北京中科核安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：