一種利用γ相機(jī)與γ譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用γ相機(jī)與γ譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法的技術(shù)方案，該方案能夠通過γ相機(jī)獲取被測(cè)物質(zhì)的三維分布函數(shù)，由此可獲得準(zhǔn)確可靠的探測(cè)效率，用用放射性衰變公式計(jì)算待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)，提高了測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的能力，拓寬了適用范圍，減小了γ譜儀測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的不確定度。
【專利說明】一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是核輻射探測(cè)與分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在上世紀(jì)90年代，Y相機(jī)首次用于尋找放射性物質(zhì)的位置，目前Y相機(jī)是快速尋找放射性物質(zhì)二維位置的主要工具。
[0003]在上世紀(jì)50年代，Y譜儀已成為測(cè)量Y能譜的主要工具。用Y譜儀分析放射性物質(zhì)的質(zhì)量(活度)的方法有兩種:I) Y譜標(biāo)準(zhǔn)樣品定標(biāo)法；2) Y譜無源刻度法。在上世紀(jì)90年代，誕生了商用Y譜無源刻度軟件，實(shí)現(xiàn)了不用標(biāo)準(zhǔn)源刻度Y譜儀測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的目標(biāo)。
[0004]Y譜無源刻度法是基于Monte Carlo (MC)模擬技術(shù)得到Y(jié)探測(cè)器對(duì)被測(cè)對(duì)象輻射的特征Y射線的絕對(duì)探測(cè)效率(ε sp)，Y譜儀實(shí)驗(yàn)測(cè)量的特征Y射線計(jì)數(shù)率(Iitl)，通過簡(jiǎn)單的代數(shù)公式便獲得了放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的方法。
[0005]Y譜無源刻度法中MC模擬需要已知待測(cè)量的放射性物質(zhì)在空間內(nèi)的三維分布參數(shù)。如果待測(cè)量的放射性物質(zhì)是以簡(jiǎn)單的點(diǎn)、線、面分布存在，這是無源刻度軟件最理想的使用對(duì)象，可獲得高準(zhǔn)確度的結(jié)果。然而在許多實(shí)際應(yīng)用中，待測(cè)量的放射性物質(zhì)分布在復(fù)雜的三維空間內(nèi)，其分布狀態(tài)是未知的，從而在許多場(chǎng)所限定了 Y譜無源刻度法的實(shí)用性。
[0006]目前，商用Y譜無源刻度軟件對(duì)待測(cè)量的放射性物質(zhì)在空間內(nèi)的三維分布問題是采用如下方法:1)操作人員對(duì)待測(cè)量對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)分布基本狀況有所了解；2)將待測(cè)量對(duì)象分解為若干個(gè)幾何體；3)假定每個(gè)幾何體內(nèi)的放射性物質(zhì)均勻分布；4)給每個(gè)幾何體設(shè)置一個(gè)分布權(quán)重因子。顯然，商用Y譜無源刻度軟件采用的方法使用的源分布參數(shù)是經(jīng)驗(yàn)的、不準(zhǔn)確的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法的技術(shù)方案，該方案能夠通過Y相機(jī)獲取被測(cè)物質(zhì)的三維分布函數(shù)，由此可獲得準(zhǔn)確可靠的探測(cè)效率，用用放射性衰變公式計(jì)算待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)，提高了測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的能力，拓寬了適用范圍，減小了 Y譜儀測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的不確定度。
[0008]本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法，包括以下步驟:
a、用Y譜儀測(cè)量獲得特征Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl;
b、用Y相機(jī)拍攝至少3幅待測(cè)對(duì)象的二維圖像；C、基于拍攝的二維圖像重構(gòu)待測(cè)對(duì)象的三維分布分布函數(shù)P (X，y, z);
d、利用被測(cè)對(duì)象的三維分布函數(shù)P(x，y，z)使用MC模擬技術(shù)模擬得到Y(jié)探測(cè)器對(duì)被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率esp;
e、將測(cè)得的Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl和被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率^sp帶入放射性衰變公式計(jì)算待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量。
[0009]作為本方案的優(yōu)選:所述步驟a中，Y相機(jī)在任意不同的位置拍攝被測(cè)對(duì)象至少3幅二維圖像。
[0010]作為本方案的優(yōu)選:所述步驟c中，通過圖像復(fù)原、統(tǒng)計(jì)重建算法得到被測(cè)物質(zhì)在空間內(nèi)的三維分布函數(shù)P (X，y, z)。
[0011]作為本方案的優(yōu)選:Y相機(jī)與Y譜儀的位置固定在同一平面內(nèi)，且測(cè)量時(shí)Y相機(jī)和Y譜儀的相對(duì)位置固定。[0012]本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中本發(fā)明利用Y相機(jī)快速獲得正確的待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)三維空間分布，為Y譜無源刻度法分析待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)提供正確的源分布參數(shù)，用科學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)Y譜儀對(duì)已知結(jié)構(gòu)、未知放射性物質(zhì)分布的任意被測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的分析。既顯著拓寬了 Y譜儀測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量(活度)的適用范圍，又改善了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。方法明顯優(yōu)于商用Y譜系統(tǒng)采用的方法。如測(cè)量一個(gè)方體棉紗包(30厘米見方)中放射性核素(HPGe40%探測(cè)器，探測(cè)距離50厘米，、能量~120keV，棉紗包密度~lg/cm3)，商用技術(shù)基于均勻假設(shè)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏離了 80%，(兩種技術(shù)獲得的絕對(duì)探測(cè)效率分別為2.19e-4和
3.99e-4)，在探測(cè)距離更小時(shí)，偏差還會(huì)更大。
[0013]由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明具體流程示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。
[0016]將Y相機(jī)與Y譜儀系統(tǒng)硬件集成一體，集成系統(tǒng)中的Y相機(jī)與Y譜儀的載體既具有升降、旋轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)功能，又使Y相機(jī)與Y譜儀之間具有固定的幾何關(guān)系；通過一套軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、測(cè)量、分析；集成系統(tǒng)具有靈活、方便移動(dòng)功能。
[0017]通過圖一可以看出:用Y譜儀測(cè)量獲得特征Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl;用Y相機(jī)拍攝至少3幅待測(cè)對(duì)象的二維圖像；基于拍攝的二維圖像重構(gòu)待測(cè)對(duì)象的三維分布分布函數(shù)P(x, y, z);利用被測(cè)對(duì)象的三維分布函數(shù)p(x，y，z)使用MC模擬技術(shù)模擬得到、探測(cè)器對(duì)被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率esp;將測(cè)得的Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl和被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率^sp帶入放射性衰變公式計(jì)算待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量。
[0018]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法，其特征是:包括以下步驟: a、用Y譜儀測(cè)量獲得特征Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl; b、用Y相機(jī)拍攝至少3幅待測(cè)對(duì)象的二維圖像； C、基于拍攝的二維圖像重構(gòu)待測(cè)對(duì)象的三維分布分布函數(shù)P (x，y，z)； d、利用被測(cè)對(duì)象的三維分布函數(shù)p(x，y，z)使用MC模擬技術(shù)模擬得到Y(jié)探測(cè)器對(duì)被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率esp; e、將 測(cè)得的Y射線的計(jì)數(shù)率Iitl和被測(cè)對(duì)象輻射特征Y射線的探測(cè)效率^sp帶入放射性衰變公式計(jì)算待測(cè)對(duì)象內(nèi)放射性物質(zhì)質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法，其特征是:所述步驟a中，Y相機(jī)在任意不同的位置拍攝被測(cè)對(duì)象至少3幅二維圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法，其特征是:所述步驟c中，通過圖像復(fù)原、統(tǒng)計(jì)重建算法得到被測(cè)物質(zhì)在空間內(nèi)的三維分布函數(shù)P (X，y, z)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用Y相機(jī)與Y譜儀聯(lián)用測(cè)量放射性物質(zhì)質(zhì)量的方法，其特征是:Y相機(jī)與Y譜儀的位置固定在同一平面內(nèi)，且測(cè)量時(shí)Y相機(jī)和Y譜儀的相對(duì)位置固定。
【文檔編號(hào)】G01T1/178GK103954987SQ201410203825
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】吳倫強(qiáng), 韋孟伏, 張連平, 肖灑, 黨曉軍, 蘭明聰, 鄧大超, 齊連柱, 周亞林 申請(qǐng)人:四川材料與工藝研究所