基于模擬退火算法的環(huán)境放射性γ能譜分析技術(shù).pdf

1、隨著核電事業(yè)的發(fā)展和核技術(shù)的廣泛應(yīng)用,排放到大氣、水、土壤中的放射性廢物在不斷增加,已經(jīng)對人類和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的威脅,這引起了國際的廣泛關(guān)注。因此,準(zhǔn)確快速的對放射性核素活度進(jìn)行測量具有非常重要的意義。
　　 γ能譜分析是環(huán)境放射性檢測的重要技術(shù)手段之一,主要包括HPGeγ能譜分析和NaIγ能譜分析。目前已有的γ能譜分析軟件主要以全能峰或包括全能峰在內(nèi)的譜段為定量分析依據(jù)。HPGeγ能譜分析軟件主要采用曲線擬合法計(jì)算全能峰面積。通

2、常要求用戶設(shè)置準(zhǔn)確的峰形函數(shù)及相關(guān)的參數(shù)初始值,所采用的算法一般為局域優(yōu)化算法,如果參數(shù)設(shè)置不當(dāng),容易陷入局部極小值,從而只得到局部最優(yōu)解,特別是對于弱峰和重疊嚴(yán)重的全能峰難以得到滿意的分析結(jié)果。而NaIγ能譜分析軟件則主要采用剝譜法及逆矩陣法等對包括全能峰在內(nèi)的譜段面積進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。由于NaI探測器的能量分辨率較低,峰重疊現(xiàn)象嚴(yán)重,分析結(jié)果受譜漂移及統(tǒng)計(jì)漲落的影響嚴(yán)重。另外,目前還沒有同時(shí)適用于HPGeγ能譜和NaIγ能譜的分析軟件。

3、
　　 根據(jù)γ能譜儀系統(tǒng)的線性疊加性,提出了一種基于全局優(yōu)化算法-模擬退火算法的γ能譜全譜定量分析方法。該方法以全譜為定量分析依據(jù),提高了譜數(shù)據(jù)的利用率,并且同時(shí)適用于HPGeγ能譜和NaIγ能譜數(shù)據(jù)分析。主要進(jìn)行了如下的工作:
　　 1.對γ能譜進(jìn)行了峰位漂移校正,并把模擬退火算法的思想運(yùn)用到γ能譜分析中,對γ能譜進(jìn)行全譜分析,這樣做的目的就是提高譜數(shù)據(jù)的利用率,減小誤差。
　　 2.有些能譜是用HPGe探測器

4、和NaI探測器所不能得到的,這樣我在本實(shí)驗(yàn)中用Monte Carlo方法模擬γ能譜并驗(yàn)證用模擬退火算法分析γ能譜是可行的。方法均給出了正確的分析結(jié)果,并且具有較高的分析精度,相對誤差小于1.2％。對于NaI探測器測得的γ能譜,該方法也得到了同樣、甚至更高的分析精度。
　　 3.通過能量分析下限、能量分辨能力、統(tǒng)計(jì)誤差、漂移校正四個(gè)方面對方法進(jìn)行性能測試。發(fā)現(xiàn)與常規(guī)的全能峰峰面積分析方法相比,該方法應(yīng)具有更低的分析下限；隨γ射線能

5、量的重疊程度不同,方法的分析精度無明顯變化,均給出了精確的分析結(jié)果,該方法受重疊峰的影響很??；該方法用很短的時(shí)間就能測量出我們想要分析的γ能譜,提高了工作效率；隨著峰位漂移逐漸增大,方法的分析精度無明顯的變化,都給出了精確的分析結(jié)果,誤差均在3.46％以下。
　　 4.對實(shí)際環(huán)境樣品進(jìn)行了分析,標(biāo)準(zhǔn)樣品由中國科學(xué)計(jì)量研究院提供。Ra-226、Th-232和K-40為分立標(biāo)準(zhǔn)源,分別只含有226Ra、232Th和40K放射性核素。