航空伽瑪能譜測(cè)量大氣氡校正方法研究.pdf

1、氡是自然界唯一的天然放射性氣體，其衰變子體懸浮于大氣環(huán)境中自發(fā)衰變并且釋放伽瑪射線，這對(duì)航空伽瑪能譜測(cè)量有較大的影響，對(duì)大氣氡校正方法研究對(duì)提高我國(guó)航空伽瑪測(cè)量領(lǐng)域技術(shù)理論水平和拓寬其應(yīng)用范圍具有重要意義。
　　 論文討論了大氣氡的來(lái)源及其分布特點(diǎn)，以氡遷移的對(duì)流-擴(kuò)散模型為基礎(chǔ)，建立地空界面上大氣氡濃度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式，從理論上解釋了大氣氡的來(lái)源和大氣氡的分布。
　　 根據(jù)大氣氡分布理論和陸地伽瑪射線在大氣中的衰減規(guī)律

2、，分析了大氣氡對(duì)航空伽瑪能譜測(cè)量?jī)x器譜的影響；根據(jù)航空伽瑪測(cè)量譜線構(gòu)成和高、低能伽瑪射線在大氣中衰減差異，提出了扣除散射射線的譜線比大氣氡校正新方法，并建立了譜線比大氣氡校正的數(shù)學(xué)模型。比較采用傳統(tǒng)剝離系數(shù)消除散射射線的影響，分析了譜線比大氣氡校正方法的適用性。
　　 在該方法的研究過(guò)程中，針對(duì)大氣氡對(duì)航空伽瑪能譜測(cè)量的影響，設(shè)計(jì)并完成兩項(xiàng)試驗(yàn)：（1）通過(guò)地面大氣氡影響試驗(yàn)對(duì)大氣氡對(duì)航空伽瑪測(cè)量影響有了直觀的認(rèn)識(shí)，并初步估算出大

3、氣氡在地面測(cè)量低能窗和鈾能窗的貢獻(xiàn)占地面測(cè)量結(jié)果的比例分別能達(dá)到8％和18％以上；（2）實(shí)施了不同高度伽瑪能譜測(cè)量試驗(yàn)。
　　 結(jié)果表明，在大氣氡影響下低能窗和鈾能窗的高度衰減系數(shù)分別為0.00813和0.00238，較無(wú)大氣氡影響情況下，低能窗和鈾能窗計(jì)數(shù)隨高度的衰減速度會(huì)顯著的降低。
　　 大氣氡校正方法中的校正系數(shù)是該方法能否準(zhǔn)確扣除大氣氡影響的關(guān)鍵，論文中通過(guò)對(duì)校正系數(shù)的分析，從理論推導(dǎo)了各組分校正系數(shù)隨測(cè)量高度

4、、地面鈾組分校正系數(shù)與大氣氡校正系數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于飽和基準(zhǔn)模型測(cè)量的校正系數(shù)刻度方法。避免了使用對(duì)譜形的數(shù)學(xué)擬合或矩陣運(yùn)算而可能導(dǎo)致校正系數(shù)錯(cuò)誤和物理含義模糊的問(wèn)題，且該校正系數(shù)刻度方法容易實(shí)現(xiàn)，無(wú)需大量的實(shí)際刻度飛行數(shù)據(jù)，提高了刻度效率。
　　 論文中采用了蒙特卡羅方法代替數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)航空伽瑪能譜測(cè)量大氣氡校正進(jìn)行了研究。在對(duì)校正系數(shù)的刻度中，為提高模擬效率，采用了分解式的模擬過(guò)程：（1）模擬了探測(cè)器對(duì)

5、不同組分伽瑪射線的參考射線和特征能窗射線本征峰探測(cè)效率之間關(guān)系，提出了相對(duì)本征峰探測(cè)效率的概念，用于描述伽瑪能譜探測(cè)器對(duì)各組分參考峰伽瑪射線和鈾、釷能窗伽瑪射線本征峰探測(cè)效率的差別。（2）模擬了航空伽瑪能譜測(cè)量大氣氡組分、陸地鈾組分和釷組分低、高能射線入射至探測(cè)器通量的比值隨高度變化關(guān)系。（3）使用蒙特卡羅模型對(duì)不同空氣密度下陸地伽瑪射線高度衰減系數(shù)和校正系數(shù)的變化規(guī)律，解決了實(shí)際試驗(yàn)中較難控制空氣密度的問(wèn)題。
　　 在論文的最