核测井技术的发展与应用

文章从核测井射线源、传感器、信息处理、应用和发展需求等方面概要综述当前核测井技术发展的前沿问题.当今核测井技术仍处在飞速发展之中.我国核技术应用研究单位与核测井技术应用单位密切合作,开发适合我国核测井技术需要的新技术具有广阔的发展空间.     

γ能谱解谱技术研究

在核弹头的辐射指纹比较研究中,发现现在流行的γ能谱解谱软件有很多缺点,这些缺点直接影响到辐射指纹比对的准确性。鉴于此,本文设计了新的解谱程序。并对一些典型的模拟核弹头γ能谱,分别使用本程序、ORTEC公司的GAMMAVISION软件、CANBERRA公司的GENNIE2000软件进行解谱比较,以说明本研究工作在γ能谱解谱方面的一些成果。研究结果不但可用于涉及核弹头的核裁军核查研究中,而且可用于涉及放射性测量分析的各个领域。     

核测井伽马能谱探测器的测量不确定度评定

对核测井伽马能谱探测器的测量不确定度进行评定,建立了数学模型,找出构成测量不确定度的要素和分量组成,分析得出探测器的能量分辨率为8.958%,相对合成标准不确定度为1.065%,k=1。按照评定结果判断,探测器可以保证伽马能谱测井仪的正常使用。     

γ能谱稳谱获取的研究

利用γ能谱光电峰的能量恒定和峰形不变的物理特性，提出一种以光电峰为基准的主动寻峰稳谱方法，以甄别阈为调整对象，直接作用于测量能窗的能量定位，保证能窗相对能量的稳定。     

γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正

针对在中核集团公司核电厂和“两厂两院”环境监测实验室比对中γ能谱分析存在的γ射线全能峰干扰问题,开展土壤中铀、钍、镭、钾、铯等γ核素测量实验。天然土壤标准源对谱仪进行效率刻度时,分析γ射线特征峰是否受到其它射线干扰,对受到干扰的γ射线通过修正代入效率计算的核素活度值以实现效率的拟合。由谱仪分析软件分析样品核素活度时,当利用不同特征γ射线计算的核素活度相差较大时,应进行活度修正。分析用于核素活度计算的γ特征峰(如²³⁵U 185.7 keV,²³⁸U 92.6 keV)受到的干扰峰,计算干扰峰对测量能谱峰(重峰)活度贡献,扣除干扰峰活度,即为γ特征峰贡献,由此给出样品核素活度值。这种方法在中核集团土壤样品比对中报出的²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K和¹³⁷Cs数据全部合格。     

人工神经网络解析CdZnTe探测器γ谱

半导体CdZnTe探测器具有体积小、分辨率高、可在室温下工作等优点而适用于野外便携式γ谱仪系统。由于CdZnTe晶体内电荷收集不完全导致γ谱产生低能尾巴,因而增加了常规谱解析的难度。采用了人工神经网络方法进行全γ谱法定性定量分析,可以充分利用γ谱所含信息,迅速准确地得出结果,避免了采用常规谱解析方法时低能尾巴对峰形拟合的影响。     

低能γ射线谱测量岩性技术的初步研究

在分析野外地面γ射线谱的基础上,详细论述了低能γ射线谱及其与介质有效原子序数、岩性之间的关系。研究发现,不同地层、不同岩性的天然γ射线低能谱峰形态存在差异,主要表现在野外γ射线低能峰的峰位和低能峰前后两翼形状方面。据此,针对传统的野外γ射线能谱测量未能利用低能γ射线谱的问题,提出了一种利用低能γ射线谱段区分岩性的方法。     

航空γ能谱低能谱段规律研究

以将航空γ能谱低能谱段(≤600keV)信息开发应用于地质勘查工作为目的,通过蒙特卡罗方法和γ能谱测量实验对Al、Fe、大理石、混凝土等不同材料上形成的γ能谱低能谱段规律进行了系统研究,确定了γ射线低能谱段形状特征与吸收材料(平均)原子序数、密度之间的关联规律.为利用航空γ能谱低能谱段信息解决地质物性参数和岩性确认提供了依据.     

天然γ—γ能谱测量的理论及其初步应用

从理论上对建立在全谱测量基础上的天然γ－γ能谱测量技术进行了较为详尽的分析。模型实验及野外现场试验表明，这一测量技术不仅可以测定Ｕ、Ｔｈ、Ｋ的含量，还可给出有关岩性参数。该方法使用方便、工作安全，是一种切实可行的地面放射性测量方法。     

小波分析方法对降低γ谱统计涨落的作用

讨论了在对γ谱进行小波消噪分析时一些参数的选择问题。采用产生随机模拟谱进行数理统计的方法,对小波分析方法降低γ谱统计涨落的作用进行了研究。小波消噪后的γ谱每道上的计数统计涨落可降低至原来的几分之一,但道计数数据间具有很强的相关性。     

用γ能谱全能峰计数率测量辐射剂量率的方法研究

提出了通过γ能谱全能峰测量吸收剂量的方法,定义了全能峰角响应函数。采用蒙特卡罗方法计算了50 mm×50 mm NaI(Tl)探测器的平均角响应随射线能量的变化,用标准点源137Cs、60Co、152Eu、133Ba和参考辐射场137Cs、60Co、226Ra、241Am进行了实验验证。结果证明,在近似各向同性的条件下,对标准点源的测量结果与理论值相比误差小于2%,对参考辐射场的测量结果与电离室测量结果相差小于3%。该方法适合低能到高能的较宽能谱段剂量率测量,不仅能测出某种核素对总剂量率的贡献,且能同时分辨核素种类,无需实验刻度。     

γ刻度室的散射测量

本文介绍了铅准直器 γ 刻度室的散射实验研究。用几种方法测量了不同使用距离上的相对散射系数,其结果小于5%。测量了 γ 散射能量,并探讨了准直器的散射,从而了解了辐射场的性质。文中还提出了值得注意的几个问题。     

核测井信号数字滤波器的性能分析

为了便于选用数字滤波器处理核测井信号,采用定量研究的方法,分析了各种数字滤波器的性能和局限性,针对应用过程中存在的问题,提出了解决数字滤波器时延特性的技术途径和确定滤波器点数的方法。结果表明,合理选用滤波方法及滤波点数,能够明显改善核测井信号的滤波效果。     

一个将MCNP模拟结果转换为GammaVision能谱的程序

研制了一个把MCNP计算的γ光子能量沉积的幅度分布转换为GammaVision格式的γ能谱的程序,从而可以利用GammaVision对模拟γ能谱进行分析和处理,为HPGeγ能谱的理论模拟提供了一个便利的工具。     

γ能谱的数据获取系统

本文介绍了γ能谱测量实验室的数据获取系统,并介绍了为建立该系统而开发的一个通用IBM能信程序软件包COMLAN。该通信程序将建立在微型机上的数据获取系统与大型机(如PDP-11,VAX-11等)相连,一次最多可传送999个获取的谱数据到大型机上做离线处理,使微型机在大型机的后援下,用途更广途泛、使用更灵活。     

γ谱法测量气溶胶中~(210)Pb的不确定度评定

为进一步落实放射性气溶胶检测的标准化要求,对γ能谱法测量气溶胶样品中~(210)Pb的不确定度进行评定。根据样品制备与测量的实验过程,建立数学模型,分析影响测量结果的不确定度来源主要有标准源活度,特征峰计数率,采样效率、采样体积,相对自吸收校正。通过对各项不确定度分量进行评定,得到相对扩展不确定度为13%(k=2)。     

改进辛普森-SNIP算法在航空γ仪器谱本底扣除中的应用

航空γ能谱测量中的本底计数主要是由于康普顿散射效应、γ射线在探测器灵敏体积内产生的小角度散射、电子噪声等干扰因素使能谱的能量区间的计数出现偏差。本底扣除是航空γ测量和解谱工作的重要任务之一。统计敏感的非线性迭代剥峰(Statistics-sensitive Nonlinear Iterative Peak-clipping,SNIP)算法具有简单而稳定的数学结构,自20世纪80年代起便被应用在γ仪器谱本底扣除中。但原始SNIP扣本底算法易受到峰宽参数的影响,且迭代过程中的收敛速度缓慢,导致运行时间延长。因此本文基于具有较高代数精度的辛普森公式的思想,对原始算法中的第二步SNIP迭代过程进行改进。结果表明:改进后的SNIP算法完整保存了原始算法简洁、高效的优点,同时选择了合适的变换宽度,准确度可提高41.8%,算法整体运行效率可提高2.53%,具有更优秀的本底扣除效果。