专利名称：一种用非对等标准样品刻度的伽马扫描测量方法
技术领域：
本发明属于伽玛定量测量技术领域，具体涉及一种用非对等标准样品刻度的伽马扫描测量方法。
背景技术：
伽玛定量测量技术是核科学与技术领域的重要技术，在许多方面有着广泛的应用前景。现有分析技术中，要得到测量对象中特定放射性物质的含量，通常需要使用标准样品对测量装置进行刻度，即通过对标准样品的测量，建立测量计数率与放射性物质的含量(放射性核素的活度)之间的对应关系。标准样品刻度技术需要选用与待测样品几何形态、核素一致、介质相同但放射性物质含量可以不同的标准样品。这样对于一种测量对象，原则上就需要配置一套标准样品。在整个核材料循环中，需要利用SGS (分层伽马扫描)技术进行定量测量的对象种类繁多，同时标准样品的制作、成本、使用范围都存在很大的局限性，因此为诸多种类的测量对象配置相应的标准样品几乎是不可能的。

发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用非对等标准样品刻度的伽玛扫描测量方法，该方法只需要一种标准样品对测量装置进行刻度，但适用于测量不同尺寸测量对象中不同放射性核素的活度。为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用非对等标准样品刻度的伽马扫描测量方法，包括以下步骤( I )通过模拟计算确定非对等标准样品的刻度位置，包括(1.1)标定测量装置的计算模型用放射性标准点源建立测量装置的计算模型，方法是以已知活度的高、中、低能伽玛射线为放射性标准点源，利用测量装置测量其相应的计数率对于测量装置中敏感未知参数的依赖关系，通过对上述放射性标准点源的定位测量，得到测量装置的敏感未知参数的估计值，建立测量装置的计算模型；(1.2)确定刻度核素在水介质中刻度位置，方法是a、根据步骤(1.1)得到的测量装置的计算模型，利用蒙特卡罗模拟方法分别计算测量装置对位于不同半径R的均匀水介质圆柱体内刻度核素特征能量Ecal伽玛射线的探测效率 n (Ecal)；b、利用所述测量装置的计算模型，利用蒙特卡罗模拟方法分别计算得到位于半径为R的均匀水介质圆柱体半径上不同位置P (P ( R)上半径为R' (R' ( R))的标准样品刻度核素特征能量Em1伽玛射线的探测效率nP/K ；C、针对不同的测量对象半径R和标准样品半径R'，确定非对等刻度位置P，使得
rI (Ecai)_ rI p/e ;
(1.3)根据测量对象对介质进行修正，方法是利用所述测量装置的计算模型，计算得到所述测量装置的探测效率与测量对象中待测核素的伽玛射线的线衰减系μ ^的拟合函数关系ηκ(μ 确定不同线衰减系数的测量对象相对于水介质的吸收校正因子ku，其中
权利要求
1.一种用非对等标准样品刻度的伽玛扫描测量方法，包括 (I )通过模拟计算确定非对等标准样品的刻度位置，包括 (1.1)标定测量装置的计算模型 用放射性标准点源建立测量装置的计算模型，方法是以已知活度的高、中、低能伽玛射线为放射性标准点源，利用测量装置测量其相应的计数率对于测量装置中敏感未知参数的依赖关系，通过对上述放射性标准点源的定位测量，得到测量装置的敏感未知参数的估计值，建立测量装置的计算模型； (1. 2)确定刻度核素在水介质中刻度位置，方法是 a、根据步骤(1.1)得到的测量装置的计算模型，利用蒙特卡罗模拟方法分别计算测量装置对位于不同半径R的均匀水介质圆柱体内刻度核素特征能量Ecal伽玛射线的探测效率n (Ecal)； b、利用所述测量装置的计算模型，利用蒙特卡罗模拟方法分别计算得到位于半径为R的均匀水介质圆柱体半径上不同位置P (P ( R)上半径为V (Ri ( R))的标准样品刻度核素特征能量Em1伽玛射线的探测效率nP/K ； C、针对不同的测量对象半径R和标准样品半径R'，确定非对等刻度位置P，使得rI (Ecal)= Up/R ; (1.3)根据测量对象对介质进行修正，方法是 利用所述测量装置的计算模型，计算得到所述测量装置的探测效率与测量对象中待测核素的伽玛射线的线衰减系μ ^的拟合函数关系πκ(μ J，确定不同线衰减系数的测量对象相对于水介质的吸收校正因子ku，其中 ku= ηκ(μ L)/πκ(μ l(h2o))(I); 式(I)中，(H2O)为测量对象在水介质中的线衰减系数； (1.4)根据测量对象对能量进行修正，方法是 利用测量装置计算模型，计算得到测量装置对于测量对象中待测核素特征能量Ema伽玛射线探测效率n (Eana)与刻度核素特征能量Em1伽玛射线的探测效率Il (Ecal)之间的比值，称为能量校正因子kE， kE= n (Eana)/I! (Ecal)(2)； (II)标准样品的刻度和实际待测样品的测量，包括 (2.1)结合实际待测样品确定标准样品实际的非对等刻度位置结合实际待测样品半径Rart和实际的标准样品的半径V act和刻度核素的特征伽玛射线能量Em1，根据步骤(I )的系统标定数据确定实际的非对等刻度位置Pac;t/Rac;t ； (2. 2)采用标准样品进行刻度以确定刻度因子k 将标准样品放置在半径为Rac;t的水介质圆柱体中相应的非对等刻度位置Part/Rac;t上，建立标准样品中刻度核素的活度nw与测量装置测得的位于非对等刻度位置Paet/Rac;t上标准样品刻度核素特征能量Em1伽玛射线的计数率nMl之间的关系 ncai_kmcal(3 )， 由式(3)得到刻度因子k; (2. 3)实际待测样品的测量 使用所述测量装置对实际待测样品进行测量，得到测量装置对于实际待测样品中待测放射性核素特征伽玛射线的计数率n，采用(2. 2)中得到的刻度因子k并结合式(4)确定待测样品中待测放射性核素的活度m m=n/k/ku/kE(4)。
2.根据权利要求1所述的一种用非对等标准样品刻度的伽玛扫描测量方法，其特征在于，步骤(2. 3)中，当待测放射性核素与刻度放射性核素一致时，kE=l，式(4)简写为 m=n/k/ku(5)。
3.根据权利要求1所述的一种用非对等标准样品刻度的伽玛扫描测量方法，其特征在于，步骤(1.1)中，样品线衰减系数通过透射测量得到，透射测量中用到的放射性透射源为 75Se、152Eiu 133Ba 或 226Ra。
全文摘要
本发明涉及一种用非对等标准样品刻度的伽玛扫描测量方法，包括以下步骤(Ⅰ)对测量装置进行系统标定，包括建立测量装置的计算模型及建立采用非对等标准样品进行刻度的吸收校正因子kμ、能量校正因子kE；(Ⅱ)对测量装置进行刻度和对实际待测样品进行测量，具体包括根据系统标定数据来确定非对等标准样品实际的线源刻度位置Pact/Ract，并将标准样品线源放在水介质中相应位置，通过测量建立非对等标准样品刻度核素的活度mcal与计数率ncal的关系ncal＝kmcal，进而得到刻度因子k；以及，使用测量装置对待测样品进行测量，由m=n/k/kμ·l/kE得到待测样品中待测放射性核素的活度m。采用本发明提供的方法，只需要一种刻度样品即可不同核素活度的测量。
文档编号G01T1/167GK103064101SQ20131000222
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者王仲奇, 邵婕文, 程毅梅, 柏磊, 宗波, 郜强, 王奕博, 甘霖 申请人:中国原子能科学研究院