航空γ能譜系統(tǒng)測試與標(biāo)定方法研究.pdf

1、國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者對γ譜數(shù)據(jù)處理的算法和應(yīng)用開展了大量卓有成效的研究,但是,將全譜解析方法應(yīng)用到能譜系統(tǒng)標(biāo)定中的研究卻鮮有見聞。能不能用更少的標(biāo)準(zhǔn)模型或者標(biāo)準(zhǔn)樣品,以更簡潔的方式,對航空γ譜儀測量系統(tǒng)進(jìn)行可靠而精確的散射標(biāo)定,并達(dá)到一定的精度,值得研究；新型國產(chǎn)航空γ譜儀研制后,其具體性能指標(biāo)是人們所關(guān)心的,各項指標(biāo)通過哪些切實可行、有效精確的方法進(jìn)行測定,值得探討；系統(tǒng)在有關(guān)試驗中的響應(yīng)情況如何,自然界中,陸域、水域和海域不同高度不同

2、能量丫射線隨高度的變化規(guī)律如何,值得分析。
　　 本課題來源于于國家863計劃資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域重大項目航空地球物理勘查技術(shù)系統(tǒng)的第七課題——航空伽瑪能譜勘查系統(tǒng)研發(fā)。本文主要針對航空γ能譜儀主要性能測試、不同環(huán)境上空不同能量γ射線隨高度的變化規(guī)律、系統(tǒng)的標(biāo)定方法展開研究。論文首先介紹了航空γ能譜測量中主要的輻射源及其特征,并利用圓錐體模型對地表上空的γ照射量率的計算方法進(jìn)行了分析和討論；接著,對航空能譜測量常見天然原始譜、譜信

3、號的形成過程及實測儀器譜的復(fù)雜化進(jìn)行了深入分析；然后對論文的主要研究內(nèi)容和成果進(jìn)行了詳細(xì)論述。
　　 主要研究內(nèi)容和成果有:
　　 (1)分析譜儀的主要性能指標(biāo)及其含義,研究重要指標(biāo)的測試方法。在裸晶體和低本底兩種條件下分別測定能量分辨率,對Cs源661KeV能量峰而言,兩種條件下的單條探測器分辨率均小于8％,室內(nèi)系統(tǒng)分辨率小于8.4％；利用U源、Th源的多特征峰及能量線性的公式求取能量起始閾小于23KeV、各條探測器和

4、系統(tǒng)能量線性擬合度均大于0.9999,積分非線性小于0.2％,微分非線性小于1.0％,系統(tǒng)上限計數(shù)率達(dá)200K/sec:利用雙源凈計數(shù)法測定系統(tǒng)的死時間小于5μs；任意抽取穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境24小時穩(wěn)定性測試中的4小時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,各窗計數(shù)率與均值相對誤差均小于±10％,其中總道的相對誤差為±6.29％；在溫濕度隨時間變化的室外環(huán)境進(jìn)行48小時穩(wěn)定性測試,結(jié)果表明計數(shù)率隨地面濕度增大而減?。?024道模式下調(diào)偏16道,系統(tǒng)在90s后達(dá)到較好

5、的穩(wěn)譜效果。
　　 (2)利用水、陸動態(tài)標(biāo)定帶數(shù)據(jù),對譜儀系統(tǒng)在陸地、湖面上空300m范圍內(nèi)各能窗計數(shù)率隨高度的變化規(guī)律進(jìn)行分析,得到陸地和水域上低空范圍不同能量丫射線隨高度的變化規(guī)律；利用海上高高度標(biāo)定數(shù)據(jù),對各能窗計數(shù)率在海域上空1800m至3000m范圍內(nèi)隨高度的變化規(guī)律進(jìn)行分析,得到海域上空較高高度不同能量丫射線隨高度的變化規(guī)律。
　　 (3)在充分調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上,選擇SINP和傅里葉變換相結(jié)合的方法對儀器譜

6、進(jìn)行精確本底扣除,然后利用直接解調(diào)方法進(jìn)行全譜解析,并將該方法應(yīng)用到系統(tǒng)標(biāo)定上來。采用剝離系數(shù)法和航空標(biāo)定模型對車載、Y-5飛機(jī)機(jī)載、Y-12飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定,其中譜漂嚴(yán)重的車載試驗的標(biāo)定結(jié)果明顯錯誤,表明譜漂較嚴(yán)重時散射剝離將失去意義。將利用剝離系數(shù)和全譜解析法得到的換算系數(shù),對混合模型含量進(jìn)行反算、對比,兩者與含量推薦值的相對誤差相當(dāng),證明了全譜解析標(biāo)定方法在航空伽丫能譜系統(tǒng)標(biāo)定中的可行性和精確性。
　　 (4)分別