基于冪次方法的快速核素識別應用分析

王長健，曾晨浩，馮孝杰，秦 冰，段中山，曾 志

1.解放軍96401部隊2.解放軍后勤工程學院3.解放軍95666部隊

基于冪次方法的快速核素識別應用分析

王長健1，曾晨浩2，馮孝杰2，秦 冰2，段中山2，曾 志3

1.解放軍96401部隊2.解放軍后勤工程學院3.解放軍95666部隊

便攜式γ能譜分析儀的數字分析模塊是核素定性分析的載體，算法是核心。本文對22Na源測量數據（γ能譜）進行Matlab仿真，在數學處理過程中采取不同平滑次數，然后進行冪次處理，對比分析冪次方法和傳統方法的核素識別效果，發現冪次方法的核素識別能力明顯優于傳統方法。

冪次方；核素識別；應用

The digital analysis module of the portable γ ray spectrometer is the carrier of the qualitative analysis， and the algorithm is the core . In this paper， it studies the22Na source Matlab simulation measurement data (γ spectrum). Process with different smoothing times in the process of mathematical treatment and then with power of the method . Compare results by radionuclide identification power of the method and the traditional methods， power of the method is better than traditional methods to improve the radionuclide identification speed.

γ能譜定性分析主要是核素識別，簡化的核素識別算法包含譜數據的平滑、尋峰、核素匹配等幾個主要環節。傳統的方法處理能譜中單個能峰定位識別常常是獨立的［1］。由于測量時測量儀器和算法處理時帶來誤差，造成核素庫中對應射線能量接近的可能核素往往有多種選擇，算法判斷時需要增加半衰期、低能特征X射線等輔助方法加以鑒別，增加了分析時間［2］。數據融合方法通過提取各個影響因素之間的特征關系，進行數據之間的融合［3］?？焖俸怂刈R別需在短時間內識別核素種類，不僅要求探測器有較高的探測性能，同時對核素識別算法要求有新的突破。本文在核素判別時應用冪次方處理能譜，并通過改變平滑次數，分析算法實用性，達到快速核素識別的目的。

1 冪次方法

冪次方法是一種加速核素識別的方法，傳統的核素識別方法平滑后直接尋峰，而冪次方處理的實質是對采集的能譜數據平滑后，再對平滑后每一道數據分別取冪次方，由此得出一組新的譜數據。冪次方也可以認為是一種數學自乘的譜變換，采用數學原理凸顯峰位信息，然后再用一般的尋峰方法尋峰，確定峰位，通過峰位標定，得出核素識別結論。

222Na實驗測量

研究內容基于PC機Matlab軟件輔助完成，以不同時間間隔、不同方式獲取的22Na源γ能譜數據作為分析對象，采用同種尋峰法對經過冪次方處理（采用平方處理）和未經過處理的譜數據尋峰，通過分析尋峰結果和參數，對此法的應用能力做出初步的判斷。

2.1 22Na峰位確定方法

對22Na源測量譜圖進行處理，如圖1所示為采集時間較長時22Na源譜數據平滑后能譜圖，采用GammaVision軟件對采集數據進行分析處理，尋峰峰位道址為217和440，實驗采集數據峰位敏感區域在這兩道附近。

2.2 22Na核素識別分析

能譜數據處理算法實質是運用數學原理解析能譜數據，乘方是為了凸顯峰位信息，那么自然也會凸顯假峰峰位，在快速核素識別仿真時發現，增加平滑次數再乘方，有利于區別真峰與假峰的參數值。

本文對22Na全譜測量的實驗數據進行核素識別MATLAB仿真，仿真結果如表1所示，括號內識別結果為傳統方法識別結果，括號外識別結果為冪次方法識別結果。

3 冪次方法應用分析

兩種處理方法，從尋得有效峰位的能力可以看出，冪次方處理法的尋峰能力優于傳統方法。平滑次數設置和判斷參數選擇對尋峰能力有很大影響，由于冪次方法能夠凸顯敏感峰位的信息，在判斷的過程中對于敏感峰位的選擇性優于傳統方法，雖然增加了系統計算量，但不會漏選敏感峰位，提高判斷能力，反而在識別時加速了未知核素判斷時間，因此，冪次方法適宜快速核素識別以及弱峰尋峰。

TL817

A

1674-6708（2015）144-0062-01