统计分布式γ或X射线能谱解谱方法

摘要

本发明为统计分布式γ或X射线能谱解谱方法，解决已有方法通用性差、工作量大、精度差的问题。本发明针对γ或X射线全能峰中的高斯部分，建立了多个根据γ或X射线探测特点得到的具有各自物理意义的参数，并阐明了这些参数的求解过程。其技术特点是在γ或X射线探测仪器稳定或模拟条件不变的情况下，只需计算一次参数，便可长期利用这些参数进行能谱拟合，使解谱实现过程简单化、通用化，避免了传统能谱拟合函数或模拟能谱展宽函数解谱方法中参数值多变和意义缺乏的不足，同时提高了γ或X射线能谱分析的分析速度和精度。

主权项

1.统计分布式γ或X射线能谱解谱方法：数字化谱仪或多道能谱仪向计算机输出的能谱数据组的长度为m，m为正整数，能谱数据组由道址j，j＝1，2，Λ，m，射线能量E_j，射线计数率C_j构成，E_j＝a+b·j，a，b为常数，称为刻度系数，解谱步骤如下：(1)寻峰：从能谱数据组得到全能峰的峰位射线能量E_k和道址j_k，小于或大于j_k的道址的射线计数率都小于道址j_k的射线计数率C_k，全能峰峰位道址为1-n个，其道址不同，k为1-n内的正整数，(2)确定左右边界：以道址j_k为中心，得到小于j_k的左边界道址L和大于j_k的右边界道址H以及对应的边界道址射线计数率C_L、C_H，C_L满足以下条件：C_L＜C_L-1且C_L＜C_i，i＝L+1，L+2，Λ，j_kC_H满足以下条件：C_H＜C_H+1且C_H＜C_y，y＝H-1，H-2，Λ，j_k(3)确定全能峰的道址分布范围：如果C_L＞C_H，则n＝j_k-L，如果C_L＜C_H，则n＝H-j_k，这样，全能峰的道址分布范围为：[j_k-n，j_k+n]，(4)计算全能峰道址分布范围内各道址对应射线能量E_j的分布律p_j：j＝j_k-n，j_k-n+1，Λ，j_k+n，其中C_j为第j道的射线计数率，(5)计算能量标准差σ_k：全能峰分布范围内能量标准差，${\sigma }_k=\sqrt{\underset{j=j_k-n}{\overset{j_k+n}{\Sigma }}{(E_j-E_k)}^2{p}_j},$j＝j_k-n，j_k-n+1，Λ，j_k+n，(6)建立服从N(E_k，σ_k²)正态分布的全能峰能量概率密度函数f(E_j)：$f\left(E_j\right)=\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_k}\exp \left(\frac{{(E_j-E_k)}^2}{{{2\sigma }_k}^2}\right),$j＝j_k-n，j_k-n+1，Λ，j_k+n(7)计算峰位射线能量E_k处全能峰分布概率积S_k，以及射线能量E_j的概率比q_j；$S_k=\frac{1}{0.9973}{\int }_{E_k-3{\sigma }_k}^{E_k+{3\sigma }_k}f\left(E_j\right){\mathrm{dE}}_j$或$S_k=\frac{1}{0.9973}\underset{E_k-3{\sigma }_k}{\overset{E_k+3{\sigma }_k}{\Sigma }}f\left(E_j\right)$$q_j=\frac{f\left(E_j\right)}{S_k},$j＝j_k-n，j_k-n+1，Λ，j_k+n于是峰位射线能量E_k的概率比：(8)计算全能峰面积W_k和峰位射线能量为E_k的全能峰拟合函数F(E_j)：$W_k=\frac{C_k}{q_k}$F(E_j)＝W_k·q_j，即为解谱函数如果只有一个全能峰，解谱结束，(9)假设有两个全能峰，对应峰位射线能量分别为E_k1和E_k2，且E_k1＜E_k2，分以下三种情况：a.无重叠情况：即E_k1＜E_k2-3σ_k2且E_k2＞E_k1+3σ_k1W_k1和W_k2值均直接按照(1)-(8)的求解过程获得，b.单边重叠情况即E_k1≥E_k2-3σ_k2且E_k2＞E_k1+3σ_k1$W_{k1}=\frac{C_{k1}-W_{k2}{\left(q_{k2}\right)}_{E_{k1}}}{q_{k1}}$式中，表示E_k2全能峰在射线能量E_k1处的概率比，W_k2的求解方式不变，或E_k2≤E_k1+3σ_k1且E_k1＜E_k2-3σ_k2$W_{k2}=\frac{C_{k2}-W_{k1}{\left(q_{k1}\right)}_{E_{k2}}}{q_{k2}}$式中，表示E_k1全能峰在射线能量E_k2的概率比，W_k1求解方式不变，c.双重叠或多重叠情况即E_k1≥E_k2-3σ_k2且E_k2≤E_k1+3σ_k1采用两个全能峰范围内未发生重叠的能量下相应的C_j和q_j值来分别求解W_k1和W_k2，或者利用γ或X的不同能量射线对应的谱线分数SF来开展重叠峰的分解和解谱工作。