γ射線是由原子核衰變所產(chǎn)生的，當(dāng)原子核從激發(fā)態(tài)躍遷到較低能態(tài)或基態(tài)時(shí)，就可能會輻射出γ射線。γ射線強(qiáng)度按能量分布即為γ譜?？梢酝ㄟ^γ能譜儀測量能譜，γ能譜儀可以將探測到的γ射線強(qiáng)度和能量繪制成γ譜，進(jìn)行核素識別。HA3500便攜式γ譜儀是一款基于數(shù)字化脈沖波形處理技術(shù)的核監(jiān)測儀器。該儀器集成了NaI（Tl）探測器、G-M管探測器以及He-3中子探測器（可選），具有劑量當(dāng)量率測量、核素識別、放射源搜尋等功能，可對特殊核材料、、天然、工業(yè)等核素進(jìn)行甄別?？蓱?yīng)用于海關(guān)、檢驗(yàn)檢疫、環(huán)保、核設(shè)施、院校等領(lǐng)域的劑量率快速檢測與核素識別。HA3500便攜式γ儀
探測原理簡介：
γ 射線照射到探測器晶體上，被轉(zhuǎn)化為熒光信號，熒光經(jīng)光電倍增管收集、轉(zhuǎn)化后在光電倍增管的輸出端（陽極）的形成電脈沖信號，因?yàn)殡娒}沖的峰值與入射 γ 光子的能量成正比，以及其計(jì)數(shù)率與入射 γ 射線的照射率（即 γ 強(qiáng)度）成正比，經(jīng)過電脈沖信號經(jīng)放大和成形后，由主機(jī)進(jìn)行采集和處理，進(jìn)而計(jì)算出相應(yīng)的各種能量的 γ 射線的計(jì)數(shù)率和對應(yīng)的核素的含量。
脈沖與能譜的關(guān)系：
脈沖高度分析器（PHA）是輻射測量中所使用的儀器，核輻射測量是一種將核電子學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科相互結(jié)合、綜合性很強(qiáng)的分析技術(shù)。在核輻射測量中，和探測器輸出的脈沖信號高度和入射粒子的能量成正比，通過測量脈沖信號的高度就可以知道入射射線的能量。
HA-BASE數(shù)字多道分析器采用大規(guī)模集成電路，F(xiàn)PGA控制邏輯，功耗低，性能高；集成了高壓調(diào)節(jié)，數(shù)字信號處理等功能，適合從低計(jì)數(shù)率到高計(jì)數(shù)率的各種譜分析。HA-BASE數(shù)字多道分析器可與、碘化銫、溴化鑭等閃爍探測器，高純鍺半導(dǎo)體探測器等各種探測器連接，通過多道能譜分析軟件實(shí)現(xiàn)能譜分析功能，也可應(yīng)用于輻射安全檢查、環(huán)境輻射檢測、核電站輻射檢測、工業(yè)輻射檢測等領(lǐng)域。HA-BASE數(shù)字多道分析器
能譜處理內(nèi)容：
1、能譜平滑處理
由于射線和探測器中固有的統(tǒng)計(jì)漲落、電子學(xué)系統(tǒng)的噪聲影響等，譜數(shù)據(jù)有很大的統(tǒng)計(jì)漲落。在每道計(jì)數(shù)較少時(shí)，相對統(tǒng)計(jì)漲落更大。譜數(shù)據(jù)的漲落將會使譜數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生誤差。其主要表現(xiàn)為在尋峰過程中丟失弱峰或出現(xiàn)假峰、峰凈面積計(jì)算的誤差加大等等。譜數(shù)據(jù)的平滑就是以一定的數(shù)學(xué)方法對譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少譜數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計(jì)漲落，但平滑之后的譜曲線應(yīng)盡可能地保留平滑前譜曲線中有意義的特征，峰的形狀和峰的凈面積不應(yīng)產(chǎn)生很大的變化。對于譜數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理通常使用數(shù)字濾波器。由信號分析理論的觀點(diǎn)出發(fā)，我們可以把原始譜數(shù)據(jù)看成是噪聲（即譜數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計(jì)漲落）和信號（即峰函數(shù)和本地函數(shù)）的疊加，經(jīng)過數(shù)字濾波器的處理可以提高信號噪聲比。
平滑前能譜（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
平滑后能譜（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
2、尋峰
在譜數(shù)據(jù)中精確地計(jì)算出各個峰的峰位是能譜分析中最關(guān)鍵的問題。在譜的定性分析中，只有正確地找到譜中全部峰的位置，才能根據(jù)主峰和各驗(yàn)證峰的能量來決定在被測樣品中是否存在某種核素。
尋峰方法的基本要求：
（1）比較高的重峰分辨能力。能確定相互距離很近的峰的峰位
（2）能識別弱峰，特別是位于高本底上的弱峰
（3）假峰出現(xiàn)的幾率要小
主要通過譜變換和峰判定兩個步驟，譜變換一般采用線性濾波技術(shù)，其目的是減少譜數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)漲落，消除本底的影響，突出峰位信息。峰判定主要是根據(jù)預(yù)先設(shè)置的條件來識別真峰和剔除假峰。
3、本底扣除
在能譜曲線中，我們感興趣的峰常常是疊加在很高的本底譜上。在譜定量分析的過程中，為了計(jì)算某種能量射線的強(qiáng)度需要求出峰的凈面積。為了計(jì)算峰的凈面積，必須扣除峰區(qū)內(nèi)的本底。
扣除本底的方法可分為兩種：一種是設(shè)法求出本底譜在整個測量能區(qū)的分布模式，從整個譜數(shù)據(jù)中逐道減去本底在該道的計(jì)數(shù)；另一種方法是在包含有我們感興趣的峰的一個很窄的譜段中，認(rèn)為本地譜是按直線或多項(xiàng)式規(guī)律分布，在這個譜段中從譜數(shù)據(jù)中逐道減去由直線或多項(xiàng)式模擬的本底數(shù)據(jù)。
4、復(fù)雜譜的解析
當(dāng)分析由多種放射性核素組成的混合樣品譜時(shí)，能譜曲線的形狀比較復(fù)雜。特別是相距很近的峰疊 加在一起，形成了重峰。用計(jì)算單峰凈面積的方法不能計(jì)算出各個組分峰的凈面積。這時(shí)必須對復(fù)雜譜進(jìn)行解析才能求出各個組分峰的凈面積，從而計(jì)算出各種射線的能量和強(qiáng)度，確定混合樣品中各種核素的含量。重峰解析（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
5、刻度
在進(jìn)行譜分析之前，必須根據(jù)系統(tǒng)的配置情況和物理實(shí)驗(yàn)條件對系統(tǒng)進(jìn)行刻度。這些刻度主要包括系統(tǒng)的能量刻度、效率刻度和峰行刻度。每當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件改變時(shí)，如更換探測器、調(diào)節(jié)探測器的高壓、改變測量的幾何條件或系統(tǒng)的總計(jì)數(shù)率有很大的變化時(shí)，都需要重新進(jìn)行刻度?？紤]到探測器或電子學(xué)系統(tǒng)的漂移，即使測量物理?xiàng)l件不變，也要定期地對系統(tǒng)進(jìn)行刻度，以保證譜分析的精度。
能譜測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室檢測儀器中，HA4200低本底γ譜儀是一款基于數(shù)字化脈沖波形處理技術(shù)的核檢測儀器。采用高分辨率NaI（Tl）探測器，可定量分析建筑材料及其制品中的γ放射性和空氣、土壤中的氡氣含量，可用于無機(jī)非金屬材料如大理石、花崗巖、玻璃、陶瓷、水泥、磚瓦、砂石、混凝土及制品等放射性檢測。廣泛應(yīng)用于海關(guān)、建材、地礦、環(huán)保、疾控、科研機(jī)構(gòu)、高等院校、礦廠企業(yè)等領(lǐng)域和單位。HA4200低本底γ譜儀
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參考文獻(xiàn)
[1] 核行業(yè)協(xié)會《核測量儀器》2015講義
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