多道伽玛能谱数据低能峰高斯分解方法

论文题目: 多道伽玛能谱数据低能峰高斯分解方法

论文类型: 硕士论文

论文专业: 地球探测与信息技术

作者: 裴少英

导师: 王南萍

关键词: 光电峰,最小二乘,高斯函数,拟合

文献来源: 中国地质大学（北京）

发表年度: 2005

论文摘要: 在进行大面积的环境放射性本底评价或者对核泄露事故造成的污染进行快速评价时,要进行航空伽玛能谱测量,而测量所用探测器大多为NaI（Tl）晶体,它具有快速高效的特点,但能量分辨率较低,由此造成低能峰部分的很多相邻的全能峰叠加在一起,其中包括我们关心的238U系的609keV峰(214Bi)和232Th系的583keV峰（208Tl）。如果有人工放射性核素137Cs存在时,则它的662keV峰也会与前面两个全能峰重叠。为了在核事故或核应急时快速测定137Cs的污染程度,则需要提取662keV光电峰信息。这就要求把这些重峰分解成单个的光电峰。本论文在资料收集整理的基础上,采用高斯函数去拟合叠加峰,利用最小二乘算法,把两个或者三个叠加在一起的全能峰分解出来。为了确定统计性较好的全能峰是否符合高斯分布,本文利用单个标准源的特征峰和高斯函数拟合的结果相比较,净面积的相对误差在10%以内,说明用高斯函数拟合光电峰是可以的。高斯函数拟合分解的具体的做法是:把测量所得的谱数据作成一张散点谱线图;然后根据散点情况选择是直线本底还是曲线本底,计算出各道的本底值后,从原始数据中减去本底,求得各道的净计数;接着,利用净计数数据决定两个高斯峰形函数的峰高、半高宽的初始值,并确定峰位;接着把初始值带到高斯函数中,利用最小二乘算法计算符合要求的高斯参数（峰高,半高宽）;最后由求出的参数得到拟合谱线的高斯函数解析式,再计算出各道的高斯拟合值,当然包括叠加部分的值;作出两条高斯拟合曲线,分解完成。同时论文还尝试用双高斯峰拟合分解重叠峰,步骤和上面的一样,只是把单个高斯函数换做两个高斯函数,同时对重峰中的两个峰进行拟合。经过对实测数据的处理,高斯函数拟合的净面积和实际的净面积相比,平均相对误差在10%以内,拟合情况比较好,其中用用双高斯峰拟合重峰比用单高斯峰拟合要好。总的来说,用高斯函数拟合分解低能重叠峰,是切实可行的。而且该方法对研究应用伽玛能谱方法评价电离辐射环境中137Cs的污染具有重要的意义。

论文目录:

第一章引言

1.1 问题的提出和背景

1.2 国内外研究现状

第二章多道伽玛能谱测量的基本原理

2.1 天然放射性核素的γ射线谱

2.2 NaI(Tl)探测器工作原理

2.3 单个全能峰各项参数的计算

2.3.1 全能峰的本底计算

2.3.2 全能峰的总面积与可变面积

2.3.3 全能峰净面积计算

2.3.4 全能峰的不确定度

2.4 连续全能峰参数的计算

2.4.1 连续全能峰的本底

2.4.2 阶梯本底

2.4.3 抛物线本底

2.4.4 全能峰的总面积

第三章重叠峰分解的数学原理

3.1 拟合曲线

3.1.1 拟合函数

3.1.2 拟合标准

3.2 线性拟合和二次拟合

3.2.1 线性拟合

3.2.2 二次拟合函数

3.2.3 指数函数拟合

3.3 高斯函数的拟合的最小二乘算法

第四章多道伽玛能谱全能峰的高斯拟合

4.1 多道伽玛能谱全能峰的参数设置

4.2 多道伽玛能谱重叠峰的判断

4.3 多道伽玛能谱单个全能峰与高斯拟合

4.4 拟合多道伽玛能谱准高能重叠峰

4.4.1 本底的扣除

4.4.2 拟合钍系中的911keV 全能峰

4.4.3 拟合铀系中的1120keV 全能峰

4.4.4 准高能重叠峰中的双高斯峰拟合

4.5 拟合多道伽玛能谱低能重叠峰

4.5.1 低能重叠峰中的净计数计算

4.5.2 拟合低能重叠峰

第五章结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

附录1:911keV 峰的高斯拟合程序

附录2:1120keV 峰的高斯拟合程序

附录3:准高能重叠峰的原始数据及高斯拟合数据

附录4:准高能重叠峰的高斯拟合程序

附录5:多道伽玛能谱低能重叠峰的高斯拟合分解程序

个人简历

发布时间: 2006-07-05

参考文献

[1].地层放射性元素低能自然伽马能谱处理方法的研究[D]. 郭宇.东华理工大学2018
[2].NaI（TI）多道γ能谱全谱数据处理与软件设计[D]. 刘煌根.中国地质大学（北京）2007
[3].统计分析方法在航空伽玛能谱数据处理中的应用研究[D]. 郑庆志.成都理工大学2011

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