[发明专利]一种基于γ射线全能峰的质量衰减测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于γ射线全能峰的质量衰减测量方法，至少包括如下步骤：配置放射源和探测器，在所述放射源和所述探测器之间设置用于放置待检测样品的空样品盒，使得放射源产生的放射性射线能够按照沿设定方向传输的方式进入所述探测器，并促使所述探测器生成第一数据，在所述放射源和所述探测器之间设置待检测样品，使得放射源产生的放射性射线在沿所述设定方向传输时，能够按照穿透所述待检测样品的方式进入所述探测器，并促使所述探测器生成第二数据；基于所述第一数据获取第一计数率n₁(E)，基于所述第二数据获取第二计数率n₂(E)，使得待检测样品对放射源的质量衰减系数μ_m(E)能够通过公式进行表示，其中h为待检测样品的厚度。

技术领域

本发明属于质量衰减测量技术领域，尤其涉及一种基于γ射线全能峰的质量衰减测量方法及装置。

背景技术

当X(或γ)射线穿过物质时，由于与介质粒子的各种相互作用(光电效应、康普顿效应、电子对效应、相干闪射、光致核反应、核共振效应等)，X(或γ)射线会有一定几率与吸收物质发生相互作用而被吸收，或发生散射而后能量改变并偏离原来的入射方向。没有发生相互作用的光子穿过吸收层，能量保持不变。因此γ射线穿过物质时，强度逐渐衰减。为表征X(或γ)射线穿过物质后被衰减的程度，引入质量衰减系数(亦称质量吸收系数)。质量衰减系数定义为每平方厘米每克厚的吸收物质(g/cm²)，所减少的X(或γ)射线强度的百分数，单位是cm²/g。

许多科学、工程和医疗应用中都需要使用到质量衰减系数，例如γ谱仪基质样品的自吸收修正。γ谱仪样品自吸收修正方法可分为半经验公式计算方法，解析公式计算方法和Monte Carlo模拟方法，所有修正方法均需要知道材料的质量衰减系数。当基质样品成分已知时，可通过光子截面数据库(XCOM)计算样品的质量衰减系数。当样品成分未知时，为得到样品质量衰减系数，一种解决方法是对样品进行X射线荧光分析，得到待测样品成分，再利用XCOM数据库计算得到待测样品衰减系数。现有技术中已存在诸多质量衰减系数的测量方法和装置。例如，公开号为CN103344601B的专利文献，其公开了一种基于傅里叶变换红外光谱分析仪的半透明材料吸收系数测量，利用试件的光谱透过率与该试件材料的反射率，根据贝尔定律计算获得该试件材料的光谱吸收系数ka_λ，利用该试件材料的光谱吸收系数ka_λ，对全光谱进行积分，获得普朗克平均吸收系数k_ap和罗斯兰德平均吸收系数k_aR，并作为半透明材料吸收系数的测量结果，完成基于傅立叶变换红外光谱分析仪的半透明材料吸收系数测量。

现有技术无法在样品成分未知，且无法对样品进行X射线荧光分析时对质量衰减系数进行测量。同时，X射线荧光光谱法在分析样品成分时具有一定的局限性，该方法无法分析超轻元素(H、Li)含量，对于H元素含量较高有机化合物(例如生物样品)，无法分析样品中H元素质量百分比。因此，本申请旨在提供一种能够克服上述缺陷的基于γ射线全能峰的质量衰减测量方法及装置。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。