[发明专利]一种放射性物质射线能区识别方法及射线能区探测系统

说明书

技术领域

本发明涉及计数式射线探测仪器开发制造领域，尤其涉及计数式射线探测系统中放射性物质射线能区识别方法及射线能区探测系统。

背景技术

计数式射线探测系统是探测放射性物质射线强度、剂量等常用的设备之一。在特殊核材料检测、放射性物质检测、环境剂量检测等领域，由于其探测速度快、测量灵敏度高、能谱响应广等特点，使它成为这些领域的常用技术。

常规计数式射线探测系统不具备射线能量识别功能，使仪器对射线的剂量、能量的敏感度较低。

德国发明专利(专利号：DE 197 11 124 C2)公开的自然背景反射测量方法能够准确快速地区分自然的和人工的伽玛射线源，其原理类似双能量窗方法，但该专利只是简单区分自然的和人工的伽玛射线源，未能显示源能区几率，且不能有针对性地改变能窗阈值设置。

国内该类计数式仪器未见报道采用双能窗技术识别放射源能区的算法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于放射性物质射线能区的识别方法及射线能区探测系统。在计数式射线探测系统中，电子学放大器上设置双能窗，其阈值通过控制器对感兴趣源能区自动设置，通过测量放射性物质射线的剂量、计数，调用系统事先的刻度参数，物理算法，即可以识别被探测放射性物质的射线能量区域。

本发明提供的用于放射性物质射线能区识别的方法包括如下步骤：

S1：在探测系统中设置数字双能窗电子学放大器；

S2：针对所感兴趣源的能区，进行能量窗的阈值调整；

S3：用标准的放射源对双能窗系统进行刻度，并保存系数；

S4：探测未知能区射线源的剂量、强度；

S5：将步骤S4中探测到的数据与保存的系数进行逻辑比较、条件修正、数学拟合；

S6：显示所探测射线源的能量区域。

其中，在步骤S2中采用能量窗阈值自动调整控制器进行能量窗的阈值调整；能量窗阈值自动调整控制器包括数字阈值控制、计算和稳定设置电路。

其中，数字双能窗电子学放大器包括射线能量信号的线性放大器和双能窗数字阈值设置电路。

本发明的另一方面是提供一种射线能区探测系统，包括带射线能量特性的探测器、电子学放大器、数据采集卡、数字阈值控制器、控制、测量、计算数据库和射线能区显示，其中所述电子学放大器为包括射线能量信号的数字线性放大器和数字双能窗阈值设置电路的数字双能窗电子学放大器。

优选的，所述带射线能量特性的探测器为大面积塑料闪烁体。

本发明克服了常规计数式射线探测系统所不具备的射线能量识别功能，既保证了系统对射线的高灵敏特性，又使系统对所探测射线的能量区域具有识别功能，并且设计简单、兼容性好，适应范围广，不需配复杂设备，运行成本低，可以方便地应用于各种目的计数式射线探测系统。

附图说明

图1为计数式射线能区探测系统的系统结构示意图；

图2为本发明数字双能窗电子学放大器结构示意图；

图3为本发明的逻辑关系示意图；

图4为本发明的工作流程；

图中：1、带射线能量特性的探测器；2、数字双能窗电子学放大器；3、数据采集卡；4、数字阈值控制器；5、控制、测量、计算数据库；6、射线能区显示；7、运算放大器；8、电阻；9、电阻；10、数字电位器；11、电阻；12、电阻；13、数字电位器；14、数字电位器；15、定标单元；16、定标单元。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明技术方案以如下方式实现：在计数式射线探测系统的电子学放大器上设置双能窗；然后针对所感兴趣源的能区，通过能量窗阈值自动调整控制器进行能量窗的阈值调整；用标准的放射源对双能窗系统进行刻度，所得的刻度系数即表征了标准源的能量区域特性；当系统测量环境的本底、剂量、射线源时，双能窗系统将获得一组与刻度系数类似的数据，如双窗射线的计数率；计数比等，通过逻辑比较、条件修正、数学拟合等算法，即可计算出系统所探测放射性物质的射线能量区域。

一般射线探测器的输出信号带有射线的能量特性，经线性放大器放大输出后，信号的幅度与射线能量成正比，在模拟量转换成数字量的过程中，常规计数式探测系统将高于某一阈值的信号进行转换计数，而将信号的能量信息忽略；双能窗系统在放大器后设置多个阈值，将不同能量区域的射线进行分别计数，使不同能窗具有不同射线能量的信息，再经过适当的标定，数学处理，系统及具备射线能区识别的功能。

下面结合附图对本发明作进一步的表述。