1.一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,通过在放射源与γ能谱之间构建一个通用的高斯响应矩阵,来反演解析其它的γ仪器谱;γ仪器谱的解析过程包括谱线平滑滤波预处理模块、寻峰与峰边界处理模块、分辨率刻度模型模块、本底扣除模块、高斯响应矩阵生成模块、反演解析模块,其特征是:谱线平滑滤波预处理模块分别连接寻峰与峰边界处理模块和本底扣除模块,分辨率刻度模型模块分别连接本底扣除模块和高斯响应矩阵生成模块,本底扣除模块和高斯响应矩阵生成模块连接反演解析模块,反演解析模块连接寻峰与峰边界处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述谱线平滑滤波预处理模块,用于将输入的被测样品谱线数据,鉴于统计涨落较大的被测量谱线数据,首先考虑对谱线进行滤波平滑预处理后分两路输出,一路输出至寻峰与峰边界处理模块,另一路输出至本底扣除模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述寻峰与峰边界处理模块,用于谱线定性分析,特征峰边界的选取直接影响峰面积的计算,在有重峰或组合峰的情况下,还影响峰位的确定;根据谱线平滑滤波预处理模块输入的谱线数据,用常规方法确定峰位,然后根据反演解析模块输入的解析结果,计算并校正各谱峰的峰位和各验证峰的能量,同时确定特征峰的峰边界,并计算出谱峰面积,其输出为被测样品准确的定性定量分析结果。
4.根据权利要求所述1的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述分辨率刻度模型模块,利用能量刻度中的单能γ射线源测得的全能峰,用高斯峰形函数拟合法求得峰的半高宽和能量分辨率;根据不同能量的γ光子在探测器中的响应对应光电峰的半高宽不同,且谱线的半宽高在不同能量处各不相同且与能量大小呈非线性关系,通过提取不同能量段所对应的全能峰的半高宽,一路输出连接至本底扣除模块,另一路输出给高斯响应矩阵生成模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述本底扣除模块,用于扣除众多干扰因素在能量区间范围内造成的计数,根据谱线平滑滤波预处理模块输入的谱线数据,采用自适应半高宽的全谱本底扣除方法确定本底,输出连接到反演解析模块。
6.根据权利要求所述1的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述高斯响应矩阵生成模块,用于在放射源与γ谱之间构建一个通用响应矩阵,跟据NaI(T1)闪烁体探测器对γ光子冲击的响应对应的峰形可以用数学中的高斯函数来近似,针对不同能量区间的多个标准源进行刻度,根据分辨率刻度模型模块输入的谱线数据,采用自适应半宽高FWHM生成高斯函数响应矩阵,计算响应矩阵中的各种谱特征参数,输出到反演解析模块。
7.根据权利要求1所述的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析过程,其特征在于:所述反演解析模块,用高斯峰作为冲击响应通过反卷积解析对应的γ仪器谱线;根据本底扣除模块和高斯响应矩阵生成模块输入的谱数据,计算谱线的特征参数,输出连接至寻峰与峰边界处理模块,反演后进一步校正峰位偏差,并对反演后的谱线确定峰边界计算面积,实现放射性核素准确的定性和定量分析。
8.一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析方法,其特征步骤如下:
步骤1,对于谱数据平滑处理采用数字滤波器来完成,将被测样品原始谱数据看成为噪声和信号的叠加,通过滤波函数与测量信号做卷积,将被测样品谱线数据data(i+k)与高斯变换函数 卷积滑动变换后,得到平滑滤波处理后的谱线数据 ;
步骤2,将步骤1所得的谱线数据 经过简单寻峰法确定峰位,将步骤6反演解析的结果,计算并校正各个谱峰的峰位及对应的能量,提出基于求解正规方程的附有权重因子的高斯函数线性最小二乘拟合的优化方法实现边界确定的问题,进而计算出谱峰面积;
步骤3,在相同规格的NaI(TI)闪烁探测器测得γ射线源的全能峰条件下,根据能量分辨率的平方与γ射线的能量满足非线性关系: (I),提取不同能量段所对应的全能峰的半高宽FWHM参数 ;
步骤4,在采用自适应半高宽的SNIP算法扣除γ能谱本底之前,将步骤1所得的谱线数据 ,首先用LLS算子对每道计数值进行变换 ,SNIP算法中通过 依次迭代计算向量 ,下标m是任意给定的参数,为变换窗
宽参数m,当参数m 等于半高宽时,即经过自适应半高宽的全谱SNIP本底扣除方法后,得到扣除本底后的谱线数据 ;
步骤5,将步骤3所得的半高宽参数 ,根据自适应半宽高生成高斯函数响应矩阵R;
步骤6,将步骤4所得的谱线数据 和步骤5所得的高斯函数响应矩阵R,反演解析其它在相同规格NaI(TI)闪烁探测器测得的样品谱线。
9.根据权利要求8所述的一种基于高斯响应矩阵的NaI(TI)闪烁探测器γ能谱高分辨反演解析方法,其特征在于:式(I)中, 为能量分辨率,E 为能量,FWHM为高斯函数的半高宽,a、b、c为刻度系数。