[发明专利]反康普顿航空伽马能谱测量系统及其测量方法

权利要求书

1.反康普顿航空伽马能谱测量系统的测量方法，所述的康普顿航空伽马能谱测量系统，包括航空伽马能谱测量系统探头，航空伽马能谱测量系统探头与多道脉冲幅度甄别器通讯连接，将产生的信号在多道脉冲幅度甄别器中进行处理；多道脉冲幅度甄别器还依次与主控电路、上位机通讯连接；

所述的航空伽马能谱测量系统探头，包括塑料闪烁体（1），一条NaI晶体组成的上测晶体（2），四条NaI晶体组成的下测晶体阵列（3），聚氨酯泡沫（4）；

下测晶体阵列（3）作为主探测器，上测晶体（2）放置在主探测器的正上方；塑料闪烁体（1）作为符合/反符合探测器，位于上测晶体（2）上方；

塑料闪烁体（1）、上测晶体（2）及下测晶体阵列（3）之间填充聚氨酯泡沫（4）；

其特征在于，包括以下步骤：

下测晶体阵列（3）探测地表γ射线，测得的γ谱线中包含宇宙射线产生的散射本底和高能γ射线产生的康普顿散射本底；

下测晶体阵列（3）对上测晶体（2）形成了对地面的屏蔽，上测晶体（2）中只有大气氡产生的γ计数；

在多道脉冲幅度甄别器中采集上测晶体（2）、下测晶体阵列（3）信号的相关信息，对大气氡γ计数进行扣除；

宇宙射线和经康普顿散射产生的散射光子同时在下测晶体阵列（3）和塑料闪烁体（1）中产生计数，将下测晶体阵列（3）和塑料闪烁体（1）两种探测器中产生的信号在多道脉冲幅度甄别器中进行反康普顿处理，采用反符合方式去除宇宙射线散射本底，采用符合的方式将康普顿散射信号加回到全能峰；

对最终处理后的γ计数进行幅度提取，并得到γ能谱，在成谱的过程中不断采用稳谱算法对γ能谱进行修正，保证谱线没有发生漂移，γ能谱在上位机中进行显示。

2.根据权利要求1所述的反康普顿航空伽马能谱测量系统的测量方法，其特征在于，所述的稳谱算法，步骤为：下测晶体阵列（3）探测待测核素，得到一条谱线，设定反康普顿航空伽马能谱测量系统的测量能量范围，根据该能量范围计算出参考低能γ射线的理论峰位，然后在实测谱中寻找并识别出该低能峰，计算其全能峰峰位并与理论峰位进行比较和判断谱漂程度，如谱漂达到修正阈值则调整谱仪的软件增益使参考峰峰位稳定，从而使待测能区也稳定。

3.根据权利要求2所述的反康普顿航空伽马能谱测量系统的测量方法，其特征在于，所述的调整谱仪，采用方法为，谱仪采用逐次逼近理论峰位的方法进行峰漂校正；在谱仪内部算法中谱仪始终使用65536道进行稳谱，第一次进入谱漂校正的条件为参考峰位道址处计数大于500，此时判断实测参考峰位与理论值的差值，若相差超过16道则立刻校正，否则继续累积参考峰位计数到1000再判断参考峰位与理论峰位的差值，若大于8道则立刻校正，否则继续累积到2000再判断峰漂程度，以此类推，直到峰漂小于0.5道时停止校正，并清空低能γ射线形成的谱线重新开始统计并计算和校正参考峰位。

4.根据权利要求1所述的反康普顿航空伽马能谱测量系统的测量方法，其特征在于，所述的反康普顿处理步骤为：通过时间戳判断粒子事件信息，将塑料闪烁体（1）和上测晶体（2）、下测晶体阵列（3）测量得到的每个射线事例信息发送到计算机端，当相邻的探测器在相近时间内有信号产生，该信号可被识别为康普顿散射信号，判断散射信号为宇宙射线散射信号或待测核素的康普顿散射信号；若为待测核素的散射信号，则将该散射信号的幅值叠加，实现全能峰的“加回”，从而有效提高全能峰计数，显著提高峰背比及峰康比；若为宇宙射线散射信号，则将该散射信号扣除，降低散射本底。