多道γ能谱分析软件中寻峰算法比较总结
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差值算法在γ能谱峰面积计算中的应用
天然放射性元素 Ｋ 、ｕ 、Ｔ ｈ 的 能谱可用各种 能谱仪测得 ，仪器标定后 ，即可将 能谱特 征 峰面积 转换 成 Ｋ、ｕ、Ｔ ｈ含量 。因此 ， 能 谱特 征峰 峰面 积 的计 算 精度 非 常重 要 ， 目前 峰 面积 计算法一般有计数法和函数拟合法等…。计数法主要包括总峰面积法 、科沃尔峰面积法和瓦森 峰 面积法 ；函数拟 合法 包括 扣 除本底 后净 峰拟 合法 以及 峰形 函数 加 基底 函数 拟合 的峰 面 积法 Ｊ 。 在 峰面 积计 算 中 ，左 右边界 往 往是 以道 址 确 定 的 ，由于 道址 的整 数 特 性 ，往 往 与 能谱 的能 量 边界不能完全一致 ，因此给峰面积的计算带来计算误差。作者利用插值算法对此进行 了插值计
ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ．Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ：ｔ ｈ ｅ １ ０ ２ ４ Ｎ ａ Ｉ（ Ｔ １ ）ｇ ａ ｍｍ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ，ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
高 红 赖 万 昌 李思威 曹发 明
（ 成都 理 工大 学核 技 术与 自动 化 工程 学院 ，四川 成都
摘
６ １ ０ ０ ５ ９ ）
要 ：野外 多道 能谱仪在计算 能谱 峰面积时 ，左右边界道址 取整数往往 产生较大 的计 算误
差 ，引入拉格 朗 日插值 法对 非整数道的道址进行插值 ，能有效减低 这种误差 。实验表 明，对 １ ０ ２ ４ 道的 Ｎ ａ Ｉ （ 哦） 能谱仪 ，计数率最大校正值可达 １ ． ０ ８ ｃ ｐ ｓ ，测量误差则可降低 １ ０ ． ６ １ ％。
Ｇａ ｍｍ ａ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ｐｅ ａ ｋ Ａｒ ｅ ａ
多道γ能谱分析软件中寻峰算法比较总结
多道γ能谱分析软件中寻峰算法比较总结寻峰算法是检测和识别γ能谱中标准峰的一个过程，是γ能谱的分析过程的关键步骤。
随着γ能谱分析软件的不断发展，出现了多种寻峰算法，优势各有不同，A软件的算法一般用于比较复杂的能谱，而B软件的算法一般用于小范围的能谱分析。
本文将通过对常见的几种γ能谱分析软件中寻峰算法的比较，总结当前寻峰算法的发展趋势和应用前景。
一、Geology 7.0
Geology 7.0是由英国Geochemical Ltd公司开发出的一款专业的γ能谱分析软件。
该软件采用了积分式寻峰算法，即根据信号在每一小段内累积平均值，将信号的变化和峰的确定结合起来。
在寻峰时，Geology 7.0会自动调整峰陡面参数，有效降低对峰形幅度变化的变异性，实现自适应寻峰，从而提高能谱的分析准确度，较好的保持能谱的原始数据。
Geology 7.0的寻峰算法还可以避免背景干扰的出现，以便精确地检测出底峰面，能够有效地抑制低能底峰的异常检测。
此外，它还可以识别出隐藏在较宽能谱峰中的比较窄的峰，让检测结果更加精确。
二、Merck Millipore Type Spectrum
Merck Millipore Type Spectrum是中国德州MILLIPORE公司推出的一款多功能γ能谱分析软件。
软件采用基于峰头的寻峰算法，能够有效识别四种不同形状的γ能谱峰：单峰、双峰、三角峰和脊峰。
,γ能谱测量方法
γ能谱测量是一种用于分析和测量γ射线的能量和强度分布的方法。
以下是几种常见的γ能谱测量方法：
1.闪烁体探测器（Scintillation Detector）：该方法使用具有闪烁性质的物质作为探测器，
当γ射线通过闪烁体时，会产生光闪烁。
这些闪烁信号被转换为电信号，并通过放大和处理后，形成γ能谱。
2.半导体探测器（Semiconductor Detector）：半导体探测器利用半导体材料的特性来测量
γ射线的能量。
当γ射线与半导体相互作用时，会产生电子-空穴对。
通过测量这些电荷对的移动和收集，可以得到γ能谱。
3.多道分析器（Multichannel Analyzer）：多道分析器是一种将不同能量范围内的γ射线
分离并计数的设备。
它通常与闪烁体或半导体探测器一起使用。
多道分析器将接收到的信号根据能量进行离散化，并将其对应到不同的道址上，形成γ能谱。
4.探测器阵列（Detector Array）：此方法使用多个探测器组成的阵列来测量γ射线。
每个
探测器都可以提供关于能量和位置的信息，通过组合分析得到完整的γ能谱。
这些方法在γ能谱测量中具有不同的特点和应用范围，可以根据实验需求选择合适的测量方法。
无论采用哪种方法，γ能谱测量都是研究核物理、放射性衰变以及其他与γ射线相关领域的重要手段。
能谱寻峰比较法
能谱寻峰比较法
能谱寻峰比较法是一种常用的寻峰方法，其基本步骤如下：
1.采集能谱数据：通过实验或检测设备获取能谱数据，得到一组随能量变化的数据点。
2.预处理数据：对采集到的能谱数据进行预处理，包括去除噪声、平滑处理等，以提高寻峰的准确性。
3.确定寻峰范围：根据实际需要，确定寻峰的范围。
通常，寻峰范围是根据实验或检测的目的确定的，例如可能需要寻找某个特定能量范围内的峰。
4.峰检测和识别：在确定的寻峰范围内，使用适当的寻峰算法进行峰检测和识别。
常用的寻峰算法包括对称零面积对合法、比较法寻峰法、导数法寻峰法等。
5.参数调整和优化：根据实际情况，调整和优化寻峰算法的参数。
例如，可以通过调整阈值、平滑参数等来提高寻峰的准确性和稳定性。
6.峰位确定：根据寻峰算法的结果，确定每个峰的峰位。
通常，峰位的确定是根据实验或检测的要求进行的，例如可能需要计算每个峰的精确能量位置。
7.数据分析：对确定峰位的能谱数据进行进一步分析，例如可以计算峰的半高宽、精确峰位、峰宽等信息，以便进行后续的数据处理和分析。
总之，能谱寻峰比较法是一种基于数据驱动的寻峰方法，其关键在于选择合适的寻峰算法和参数调整，以确保寻峰的准确性和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体实验或检测条件选择适合的寻峰方法，并对数据进行深入分析和处理，以获得更准确和可靠的结果。
γ能谱滤波方法比对研究
γ能谱滤波方法比对研究
γ能谱滤波方法比对研究是一项重要的研究，旨在分析两种不同的γ能谱滤波方法，以便从中找出更有效和精确的方法。
γ能谱滤波法是用于处理γ射线信号的一种常用方法，它通过对γ射线信号进行滤波来增强信号的信噪比。
相对于传统的信号处理方法，它具有更高的准确性和数据处理能力。
γ能谱滤波方法的比较研究包括对不同滤波方法的相容性、可靠性和可行性进行评估，以及对其他影响因素的考虑。
首先，研究人员将评估不同滤波方法的性能，考虑信号的精度、稳定性和精确性。
其次，将对不同滤波方法的可靠性进行比较，评估其对不同环境条件下的性能。
此外，还将考虑其他因素，例如信号处理的算法、冗余度、信号处理系统的复杂性等。
在研究不同滤波方法之前，研究者需要对γ射线的特性进行分析，找出γ射线的特征参数，以及滤波器的特性参数，并将其作为研究滤波方法的基础。
从而为比较研究奠定基础。
接下来，将采用模拟计算和实验测量等方法，对不同滤波方法进行比较研究。
根据模拟计算和实验测量的结
果，研究者可以得出关于不同滤波方法之间的差异，以及各自的优势和劣势。
最后，研究者将对比较研究结果进行概括和总结，指出不同滤波方法的优势及其在不同应用场景下的适用性。
此外，还可以结合比较研究的结果，分析并建议新的滤波方法或者改进已有的滤波方法，以提高滤波的精度和准确性。
总的来说，γ能谱滤波方法比较研究是一项重要的研究，可以比较不同滤波方法的性能，为选择更有效和精确的滤波方法提供参考。
有效的滤波方法有助于提高γ射线信号处理的准确性，也有助于提高γ射线信号处理系统的性能。
多道γ能谱分析软件中寻峰算法比较总结
自动寻峰由于谱结构的复杂和统计涨落的影响，从谱中正确地找到全部存在的峰是比较困难的。
尤其是找到位于很高本底上的弱峰，分辨出相互靠得很近的重峰更为困难。
谱分析对寻峰方法的基本要求如下：(1) 比较高的重峰分辨能力。
能确定相互距离很近的峰的峰位。
(2) 能识别弱峰，特别是位于高本底上的弱峰。
(3) 假峰出现的几率要小。
(4) 不仅能计算出峰位的整数道址，还能计算出峰位的精确值，某些情况下要求峰位的误差小于0.2道。
很多作者对寻峰方法进行了研究，提出了很多有效的寻峰方法。
目的：判断有没有峰存在确定峰位（高斯分布的数学期望），以便把峰位对应的道址，转换成能量确定峰边界——为计算峰面积服务（峰边界道的确定，直接影响峰面积的计算）分为两个步骤：谱变换和峰判定要求：支持手动/自动寻峰，参数输入，同时计算并显示峰半高宽、精确峰位、峰宽等信息，能够区分康普顿边沿和假峰感兴区内寻峰人工设置感兴趣大小，然后在感兴区内采用简单方法寻峰重点研究：对感兴区内的弱峰寻峰、重峰的分解对于一个单峰区，当峰形在峰位两侧比较对称时，可以由峰的FWHM计算峰区的左、右边界道址。
峰区的宽度取为3FWHM，FWHM的值可以根据峰位m p由测量系统的FWHM 刻度公式计算。
由于峰形对称，左、右边界道和峰位的距离都是1.5FWHNM 。
)5.0FWHM 5.1(INT p L +-=m m )5.0FWHM 5.1(INT p R ++=m m式中m p 是峰位，INT 的含义是取整数。
对于存在有低能尾部的峰，其峰形函数描述（参见图）。
]2/)([H 22p m σ--=m m EXP y ，m ≥mp －J]2/)22([HEXP 2p m σ+-=J m m J y ，m ≤mp －J式中H 为峰高，mp 为峰位，σ是高斯函数的标准偏差，J 为接点的道址和峰位之间的距离。
在峰位的左侧，有一个接点，其道址为mp －J 。
在接点的右侧，峰函数是高斯函数。
γ射线能谱分析试验报告
γ射线能谱分析试验一、预习报告实验名称:γ射线能谱分析试验.实验内容:1.学会Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪整套装置的操作.调整和使用.2.了解多道脉冲分析器在Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪测量中的数据采集及其基本功能.3.测量Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪的能量和线性.4.分析137C S单能Y射线谱仪.5. 测量Na(TI)单晶Y闪烁探测器的计数率随工作电压变化的关系曲线.实验目的:1.了解闪烁探测器的结构.原理.2.掌握Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪的几个性能指标和测量方法.3.了解核电子学仪器的数据采集.记录方法和数据处理原理.4.测量Na(TI)单晶Y闪烁探测器的坪曲线,确定合适的工作电压;实验仪器:Ｎa(TI)单晶Y闪烁探头;微机多道Y(X)谱仪装置;Y放射源137C S一个.实验原理：1. 射线与物质的相互作用γ射线是原子核从激发态跃迁到低能态或基态时发射的波长很短的电磁辐射，研究γ射线的能谱对原子核的能级结构和放射性核素的应用等方面具有重要的意义。
γ射线与物质相互作用，可以有许多方式。
当γ射线的能量在30MeV 以下时，在所有相互作用方式中，最主要的三种，如图 1-1所示。
图1-1 γ射线与物质相互作用示意图(1)光电效应：入射γ粒子把能量全部转移给原子中的束缚电子，光子本身消失而把束缚电子打出来形成光电子这个过程称为光电效应。
由于束缚电子的电离能E i 一般远小于入射γ射线的能量E γ，所以光电子的动能近似等于入射γ射线的能量，即：E 光电 = E γ - E i ≈E γ （1）(2)康普顿散射：核外自由电子与入射γ射线发生康普顿散射。
根据动量守恒的要求，散射与入射只能发生在一个平面内。
设入射γ光子能量为hv ，散射光子能量为hv′，康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为：)cos 1(1θ-+='a hv v h（2）式中2c m hva e =，即为入射γ射线能量与电子静止质量m e所对应的能量之比。
γ射线能谱的测定实验报告
γ射线能谱的测定【摘要】：本实验主要通过测量γ的能谱和采用NaI( Tl) 闪烁谱仪测全能峰的方法测量了137Cs 和60 Co 的γ射线在铅铜中吸收，对137Cs( 0. 661 MeV) 分别为1. 213、0. 642、0. 194 cm- 1, 与公认值相差均约1%; 对60Co 分别为0. 674、0. 481、0. 149 cm- 1 , 与公认值相差均在5%以内。
本实验就是利用探测器的输出脉冲幅度与入射粒子能量成正比的规律来测得能量与其强度的关系曲线。
通过对CS、CO能谱的测定，可以加深对γ射线能量与强度的关系，γ射线与物质相互作用的理解；可以进一步了解NaI(T )闪烁谱仪原理，特性与结构，掌握NaI(T )闪烁谱仪的使用方法以及鉴定谱仪的能量分辩率与线性。
【关键词】：γ射线、能谱、NaI（Tl）γ闪烁谱仪【引言】：γ跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态, 而原子序数Z 和质量数A 均保持不变的退激发过程, 是激发核损失能量的最显著方式跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态, 而原子序数Z 和质量数A 均保持不变的退激发过程, 是激发核损失能量的最显著方式。
闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探5g射线的仪器。
它的主要优点是：既能探测各种类型的带电粒子，又能探测中性粒天既能测量粒子强度，又能测量粒子能氨并且探测效率高，分辨时间短。
它在核物理研究和放射性同位索的测量中得到广泛的应用。
本实验的目的是了解NaI(T1)闪烁谱仪的原理、特性与结构，掌捏NaI(T1)闪烁谱仪的使用方法，鉴定潜仪的能量分辨率和线性，并通过对于y射线能谱的测量，加深对y射线与物质相互作用规律的理解。
【实验方案】：实验原理原子核的衰变产生γ射线，不同能级间的衰变跃迁可以产生不同能量的γ射线，我们可以通过射线探测器对这些γ射线的能谱分析就可以推断出原子核的一些性质。
射线探测器的是根据射线与物质的相互作用规律研制的，可分为“信号型”和“径迹型”，本实验用的NaI（T1）单晶γ闪烁谱仪就是属于信号型。
γ能谱的数据处理资料
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表5.2最小二乘移动平滑法计算平滑谱的一阶导数公式中的NK值和CK,j值
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表5.2最小二乘移动平滑法计算平滑谱的一阶导数公式中的NK值和CK,j值
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2009.5.4寻峰算法
2009.5.4寻峰算法2.5数据平滑在平滑(Smooth)菜单中选择所需的平滑方式进行数据的平滑处理。
该菜单共有4种选项，对应4种不同的平滑方式。
当选定一个方式后就弹出一个平滑控制窗口，可以利用该窗口输入平滑参数并实行平滑。
(1).自适应平滑(Adaptive)：这一平滑方式是我们推荐的平滑方式。
在大多数情况下都可以扣除噪声影响同时保持基本衍射峰形。
在平滑控制窗口的点数选择(SelectPoints)和噪声水平(NoiseLevel)组合框中分别选择(或输入)平滑点数和噪声水平。
平滑点数一般取值在3－11的范围内；噪声水平可以通过查看背景处的衍射强度抖动方便地确定。
如背景处衍射强度抖动幅度为 100, 则噪声水平可输入100。
然后用鼠标单击显示(Show)命令按钮,程序同时显示平滑前后的衍射图，可以用局部放大工具对图形进行放大查看，如平滑程度不够，可以增加平滑点数和噪声水平再试。
如平滑过头，则可以减小平滑点数或噪声水平。
如果得到满意结构，单击确认(OK)命令按钮完成平滑。
(2).萨韦池科－高雷(Savitzky-Golay)平滑:这一平滑方式是较为普遍应用的方式。
它的工作原理是应用最小二乘方法拟合数据为多项式，并用拟合多项式在各处的取值作为平滑后的强度值。
在平滑控制窗口的平滑点数选择(SelectPoints)和多项式选择(NoiseLevel)组合框中分别选择平滑点数(范围从3到105)和拟合多项式次数(从2次到10次)。
选择平滑点数依赖于衍射峰宽。
设平均半高宽为W,测量步长为S,根据经验可取平滑点数为小于(或接近)W/S的一个奇数。
平滑点数一定要大于拟合多项式的次数。
选择拟合多项式的次数：一般选2次或3次即可。
次数太高不但计算复杂，而且平滑效果不好。
平滑结果显示与确认：用鼠标单击显示(Show)命令按钮,程序同时显示平滑前后的衍射图，可以用局部放大工具对图形进行放大查看，如平滑程度不够，可以增加平滑点数和减小拟合多项式次数；如平滑过头，则可以减小平滑点数或增加拟合多项式次数。
【常用谱分析】
总体来讲，γ射线和物质的光电效应、康普顿效应和电子对效应对γ能谱的贡献，会 导致光电峰、康普顿连续谱、单逃逸峰(SE)和双逃逸峰(DE)等的形成。这些效应谱与 γ能谱仪的仪器性能、电子电路系统、环境的本底等因素所造成的干扰谱合成在一起， 就是我们所测量的复杂γ能谱图。
对比两图可以看出：很难确定所有全能峰的峰位及全能峰峰区左右边 界的道址。 对同一样品重复测量，全能峰净峰面积的计数值应该不变，但是由于 解谱时所带来的统计误差，人为误差和系统误差的影响，每次求出的 净峰面积都不可能完全一致，这就要求必须准确确定全能峰的峰位， 准确定位全能峰峰区左右边界道址，尽可能充分利用全能峰的所有有 效计数，以便求出最稳定的全能峰净峰面积，同时也能方便对峰形迚 行函数拟合，提高解谱质量。
导数寻峰法
由于γ能谱中低能量峰在峰位处相互作用较强，应用导数 法对曲线变化规律反应明显的优势，通过各阶导数计算出
各全能峰参数信息，对γ能谱部分段址数据迚行n 阶导数
求导。
f f i0 i0 0
假设高斯方程：
结论
• 一二阶导数法在对单峰、强峰及弱峰的效果较好，三阶导数法寻峰效果则较差 • 从寻峰的灵敏度来讲：一阶寻峰灵敏度最高,二阶次之,三阶最弱。
仪的能量分辨率低、能谱结构的复杂性、统计涨落的影
响，某些核素的能量峰可能会靠得很近，在γ能谱图中 可能会出现重叠峰现象， • 如何才能准确定位所有全能峰的峰位，获取各个全能峰 的参数信息，对判断待测量物质中所含核素的种类，及 各核素所占比例有着重要的意义。
伽马能谱复杂化的因素
γ射线与物质的相互作用主要通过三种转换形式：
先利用一阶导数法迚行全能峰峰区边界的确定，利用二阶导数 法迚行寻峰，确定γ能谱中的所有谱峰的峰位
算法多峰寻找与分峰
算法多峰寻找与分峰
多峰寻找与分峰是一种常用的数据处理方法，主要用于识别数据中存在的多个峰值，并进行峰值的定位和分析。
以下是一种常见的多峰寻找与分峰算法：
1. 平滑处理：首先对原始数据进行平滑处理，以去除噪声
和不必要的波动。
常用的平滑方法包括移动平均、高斯滤波等。
2. 峰值定位：通过寻找数据中的极大值点或极小值点来确
定可能存在峰值的位置。
可以采用一阶或二阶导数来寻找极值点，也可以使用局部最大值或全局最大值等方法。
3. 峰值筛选：对于定位到的峰值点，可以根据一定的准则
进行筛选。
例如，可以基于峰值的幅度、宽度、对称性等指标进行判定，只保留符合条件的峰值。
4. 峰值分析：对于保留下来的峰值，可以进行进一步的分
析和处理。
这包括峰值的面积计算、峰值间距的测量、峰值形状的描述等。
可以借助数学模型或统计方法来拟合峰值曲线，以获取更多的信息。
需要注意的是，多峰寻找与分峰算法的具体实现可以根据具体需求和数据特点进行调整和优化。
不同的领域和应用可能会有不同的算法选择和参数设置，因此在实际应用中需要结合具体情况进行调试和验证。
几种γ能谱分析软件的比对评估_张新军
本文用 2005 年 CT BT O 组织的 SPT 1 中 的人造谱数据, 比对评估了 IDC 放射性核素监 测数据处理系 统、Aat ami 谱分析 软件和 Shaman 专家系统三种 H P GeC能谱分析软件在 C 峰检出和核素识别等方面的分析能力。
1 CTBTO SPT1 简介
2005 年 4 至 6 月 CT BT O 实施 了第一次 全系统性能试验, 试验内容包括数据的采集、传 输、接收、存储及请求服务, 数据的分析处理和 产品的分发等方面, 涉及到地震、水声、次声和 放射性核素四种监测技术。CT BT O 邀请各国 的 NDC 对台站数据 进行分析 处理, 并与 IDC 结果进行比对, 向条约组织提出与临时操作和 维护相关的事件识别及产品和服务过程的改进 意见和建议。我国 NDC 参加了其中的放射性 核素数据的分析处理。
最低的。
表 1 不同软件在自动处理过程的峰识别率
峰总数( Sig> 0. 1) 使用系统或软件
使用者 识别的峰数目
峰识别率
IDC/ RN IDC 308
17. 5%
1759
CN NDC/ RN A atami
CN NDC CN NDC
298
568
16. 9% 32. 3%
Shaman CA NDC
385 21. 9%
第 27 卷 第 5 期 2007 年 9 月
核电子学与探测技术 Nuclear Electr onics & Det ect ion T echnolo gy
V ol. 27 N o. 5 sep. 2007
几种 C能谱分析软件的比对评估
张新军, 王 军, 王世联, 樊元庆
( 禁核试北京国家数据中心和北 京放射性核素实验室, 北京 100085)
1 CTBTO SPT1 简介
2005 年 4 至 6 月 CT BT O 实施 了第一次 全系统性能试验, 试验内容包括数据的采集、传 输、接收、存储及请求服务, 数据的分析处理和 产品的分发等方面, 涉及到地震、水声、次声和 放射性核素四种监测技术。CT BT O 邀请各国 的 NDC 对台站数据 进行分析 处理, 并与 IDC 结果进行比对, 向条约组织提出与临时操作和 维护相关的事件识别及产品和服务过程的改进 意见和建议。我国 NDC 参加了其中的放射性 核素数据的分析处理。
最低的。
表 1 不同软件在自动处理过程的峰识别率
峰总数( Sig> 0. 1) 使用系统或软件
使用者 识别的峰数目
峰识别率
IDC/ RN IDC 308
17. 5%
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CN NDC/ RN A atami
CN NDC CN NDC
298
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16. 9% 32. 3%
Shaman CA NDC
385 21. 9%
第 27 卷 第 5 期 2007 年 9 月
核电子学与探测技术 Nuclear Electr onics & Det ect ion T echnolo gy
V ol. 27 N o. 5 sep. 2007
几种 C能谱分析软件的比对评估
张新军, 王 军, 王世联, 樊元庆
( 禁核试北京国家数据中心和北 京放射性核素实验室, 北京 100085)
γ能谱特征峰定位算法分析
４ 中国工程 物理研 究院科技年报 ２
跃迁 的概 率远大 于 。 态 Ｋ＝ ６能级 向 ： Ｈｆ １ ８能带 中转动 能级 Ｉ ３，Ｉ １ 迁 的概率 。 ￣ ￣ ２跃 ＝１ ＝ 结合 Ｋ ＝ ５能级 计算合 理性分 析和 受激发 跃迁几 率计 算 结果 ，初 步推 断低 能光子 诱导 ＂Ｈｆ 核 素辐 ｎ １ 。 射 衰变过 程可假 设 为 ：（） １ Ｘ射 线光 子与 ８ 啦 核 素共 振吸 收 ，核 被激 发到 中间态 Ｋ＝１ ７ Ｈｆ ￣ ５能级 ；（）处于 ２ Ｋ ： ５能级核素丫 变跃 迁 到 Ｋ ＝ 丌 ｌ ： 衰 丌８能带 中转动 能级 Ｉ １ Ｉ ｌ ３ ＝ ￣ ３或 ２；（）经过丫 ＝ ＝ 级联 衰变至 ’ 基态 。如 。 Ｈｆ
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二
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图 １ 特 征峰 峰位 置识别 结果 示意 图
经过对 比分 析 ，该 方法 能够准确 给 出峰位 置 的信 息 ，是 自动识 别峰信 息 的适 合方 法 。
２２ 厚活化箔群 截面的加工制作方法 ．３
邓 勇军
在利用活化法进行中子能谱的测量过程中，需要使用活化探测箔的多群截面。许多时候，由于设备、 装置本身所能提供 的中子注量率水平非常低，为 了在合理的时间内使活化箔活化后的活度达到一定水平 ， 需要采用较厚的活化箔。而 目前在原始评价截面数据库来源中，都是 Ｅ Ｄ Ｎ Ｆ格式的数据库 。为此，需要首
图１ 所示 。
２２ １ ．２ ， 能谱特征峰定位算法分析
胡广 春 郝 樊华 刘 晓亚
跃迁 的概 率远大 于 。 态 Ｋ＝ ６能级 向 ： Ｈｆ １ ８能带 中转动 能级 Ｉ ３，Ｉ １ 迁 的概率 。 ￣ ￣ ２跃 ＝１ ＝ 结合 Ｋ ＝ ５能级 计算合 理性分 析和 受激发 跃迁几 率计 算 结果 ，初 步推 断低 能光子 诱导 ＂Ｈｆ 核 素辐 ｎ １ 。 射 衰变过 程可假 设 为 ：（） １ Ｘ射 线光 子与 ８ 啦 核 素共 振吸 收 ，核 被激 发到 中间态 Ｋ＝１ ７ Ｈｆ ￣ ５能级 ；（）处于 ２ Ｋ ： ５能级核素丫 变跃 迁 到 Ｋ ＝ 丌 ｌ ： 衰 丌８能带 中转动 能级 Ｉ １ Ｉ ｌ ３ ＝ ￣ ３或 ２；（）经过丫 ＝ ＝ 级联 衰变至 ’ 基态 。如 。 Ｈｆ
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图 １ 特 征峰 峰位 置识别 结果 示意 图
经过对 比分 析 ，该 方法 能够准确 给 出峰位 置 的信 息 ，是 自动识 别峰信 息 的适 合方 法 。
２２ 厚活化箔群 截面的加工制作方法 ．３
邓 勇军
在利用活化法进行中子能谱的测量过程中，需要使用活化探测箔的多群截面。许多时候，由于设备、 装置本身所能提供 的中子注量率水平非常低，为 了在合理的时间内使活化箔活化后的活度达到一定水平 ， 需要采用较厚的活化箔。而 目前在原始评价截面数据库来源中，都是 Ｅ Ｄ Ｎ Ｆ格式的数据库 。为此，需要首
图１ 所示 。
２２ １ ．２ ， 能谱特征峰定位算法分析
胡广 春 郝 樊华 刘 晓亚
γ能谱滤波方法比对研究
ｑ ｅ ｃ ｏ ｉ ． ａ ｅ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎ ｃ ｎ ｋ ｅ ｉｎ ｌｉ ｉｈ ｆ ｑ ｅ ｃ ｅ ｉｎ ｗｅ１ Ｉ ｕ ｎ ｙ ｄ ｍａｎ Ｗ ｖ ｌｔｔ ｓｏｍａｉ ａ ｅ ｐ ｓｇ ａ ｎ ｈｇ ｒ ｕ ｎ ｙ ｒ ｇｏ ｌ ｍ－ ａ ｏ ｅ ． ｐ ｏ ｅ ｈ ｅ ｈ ｌ ｔｏ ｈ ｗｅ ｈ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｏ ａ ｄ ａ ｄ ｓ ｆ ｔ ｒ ｓ ｏｄ ｍｅｈ ｄ ａ ｈ ｒ ｖ ｄ ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ ｍｅｈ ｄ ｓ ｏ ｄ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｈ ｒ ｎ ｏ ｈ ｅ ｈ ｌ ｔ ｏ ｔｔ ｅ ｔ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０ １
文章编 号 ：６ ３— ０ ２ ２ １ ）２～ ０ １— ５ １７ ０６ （０ １ ０ ０ ０ ０
能 谱 滤 波 方 法 比对 研 究
袁新 宇 ， 良军 ， 刘 周剑 良
（ 南华大学 核科学 技术 学院 ， 湖南 衡 阳 ４ １０ ） ２ ０ １
摘
要： 对现行 各 种 ＾ ｙ能谱 滤波 方法进 行 比对研 究 ， 发现 各种 滤 波方 法对能ｏ ａ ｉ ｙ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｗｈｉｈ ｗａ ｕ ｔｂ ｅ ｆ ｒ ｗｅ ｋ ｐ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ． ｎ ｗ ｌｅ ｓ ｒｓ ｎ， ｃ ｓ ｓ ｉａ ｌ ｏ ａ ｅ ｋｓ ｄ ｔｃ ｉ Ａ ｅ ｆ ｔｒ ｗａ ｏ ｉ ｐ ｔｆｒ ｒ ｏ ｅ ｅ ｏ ｔｇ ａ ｉ ｄ ｌａ ｒ ａ ｈ， ｏ ｅ ｄ ｎｏｓ ｅ ｅ ｓｄｅｅ ｔ ｄ ｂ ｔ ｎ — ｕ ｗａ ｄ ｔ ｋ ｕ ｒ ｖｔ ｍｏ ｅ ｐｐ ｏ ｃ ｗｈ ｓ ｅ ｉｅ ｌ ｖ ｌｗａ ｔ ｃｅ ｙ ｓａ ｄ ｏ ｙ
心 法滤波 器 的不足 出一 种 １ 标 准差检 测 滤波 算法 ， 提 倍 该方 法 能很 好 地保 留能谱 突 变成 分 ， 维持谱峰 净 面积 基本 不 变 ， 平 台滤波 效果 等 同 于 ５点重 心 法 ， 算 法简单． 对 且
γ射线的能谱测量和吸收测定实验报告
g射线能谱的测量【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，g 射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。
我们通过测量g射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。
因此本实验通过使用g闪烁谱仪测定不同的放射源的g射线能谱。
同时学习和掌握g射线与物质相互作用的特性，并且测定窄束g射线在不同物质中的吸收系数m。
【关键词】g射线/能谱/ g闪烁谱仪【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始，经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后，人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。
而原子核衰变能放出a、丫三种射线，这些射线可以通过仪器精确测量。
本次实验主要研究丫射线，通过对丫射线谱的研究可了解核的能级结构。
丫射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。
人体受到丫射线照射时，丫射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。
因此本次实验研究了不同材料对于丫射线的吸收情况这是非常具有实际意义的，比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全，而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。
g射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如下图所示。
本实验主要研究的是窄束丫射线在物质中的吸收规律。
所谓窄束丫射线是指不包括散射成份的射线束，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。
窄束丫射线再穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象称为丫射线的吸收。
丫射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。
本次实验仪器如下:Nal 闪烁谱仪，丫射线源137Cs 和60Co ，高压电源放大器，Pb,AI 吸收片各四片，计算机开启实验仪器工作时射线通过闪烁体，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失 的能量成正比，即入射线的能量越大，在闪烁体内损失能量越多，闪烁体的发光 强度也越大。
基于LABVIEW和数字多道脉冲幅度分析器的γ能谱分析软件的开发
基于LABVIEW和数字多道脉冲幅度分析器的γ能谱分析软
件的开发
蔡顺燕;庹先国;高嵩;詹鹏
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2007(027)005
【摘要】基于LABVIEW平台和数字多道脉冲幅度分析器开发了γ能谱分析软件,能实现谱数据光滑、自动寻峰、能量刻度、峰边界道的确定和峰面积的计算,从而完成对γ能谱的定性和定量分析.应用LABVIEW中CIN节点与C语言的结合实现了查找元素的功能.该谱分析软件已用于数字多道脉冲幅度分析器(DMCA)中对γ能谱数据进行分析,可以实现基本的谱分析功能.
【总页数】5页(P936-940)
【作者】蔡顺燕;庹先国;高嵩;詹鹏
【作者单位】成都理工大学信息工程学院,四川成都,610059;成都理工大学信息工程学院,四川成都,610059;成都理工大学信息工程学院,四川成都,610059;成都理工大学信息工程学院,四川成都,610059
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
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最大值法寻峰
最大值法寻峰最大值法是信号处理领域中常用的一种寻峰方法，该方法适用于各种类型的数据集，包括波形、光谱、图像等。
在实际应用中，最大值法寻峰技术已被广泛使用于化学分析、生命科学、物理学、医学等领域。
一、最大值法寻峰原理最大值法寻峰原理基于峰的定义，即峰是局部极大值。
该方法首先寻找数据集中的最大值，并确定该最大值处曲线的方向。
然后，根据局部曲线的方向，对峰进行识别和分类。
对于单峰数据集，最大值法寻峰方法是相对简单的。
在这种情况下，找到最大值并在两个方向上延伸，直到曲线开始下降为止。
此时，峰的边界被定义为曲线开始下降的位置。
对于多峰数据集，最大值法寻峰方法还需要对每个峰进行分类和分离。
这可以通过确定峰的起点和终点来实现。
二、最大值法寻峰优点1. 算法简单直观：使用最大值法寻峰技术可以快速有效地找到数据集中的峰。
2. 对多峰数据集准确性高：最大值法寻峰技术可以精确识别多峰数据集中的各个峰。
3. 可自动识别峰的个数和峰的位置：使用最大值法寻峰技术可以自动识别数据集中峰的数量和位置，无需手动干预。
三、最大值法寻峰缺点1. 对背景噪音敏感：在数据集中存在较大的背景噪音时，最大值法寻峰技术容易出现误判。
2. 不能确定峰的宽度：最大值法寻峰技术不能精确确定峰的宽度，从而限制了其在某些应用领域中的应用。
四、最大值法寻峰实际应用1. 化学分析：在化学分析中，最大值法寻峰技术被广泛用于分析复杂的光谱数据。
2. 生命科学：在生命科学中，最大值法寻峰技术可以用于识别某些生物分子的光谱峰值。
3. 物理学和医学：在物理学和医学领域中，最大值法寻峰技术可以用于分析X射线荧光光谱和MRI等影像数据。
五、总结最大值法寻峰技术是一种简单、直观、高效的寻峰方法，适用于各种数据集类型。
然而，在实际应用中还需要考虑背景噪声和峰的宽度等因素。
尽管如此，最大值法寻峰仍被广泛应用于信号处理领域，包括化学分析、生命科学、物理学和医学等领域。
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自动寻峰由于谱结构的复杂和统计涨落的影响，从谱中正确地找到全部存在的峰是比较困难的。
尤其是找到位于很高本底上的弱峰，分辨出相互靠得很近的重峰更为困难。
谱分析对寻峰方法的基本要求如下：(1) 比较高的重峰分辨能力。
能确定相互距离很近的峰的峰位。
(2) 能识别弱峰，特别是位于高本底上的弱峰。
(3) 假峰出现的几率要小。
(4) 不仅能计算出峰位的整数道址，还能计算出峰位的精确值，某些情况下要求峰位的误差小于0.2 道。
很多作者对寻峰方法进行了研究，提出了很多有效的寻峰方法。
目的：判断有没有峰存在确定峰位(高斯分布的数学期望) ，以便把峰位对应的道址，转换成能量确定峰边界——为计算峰面积服务(峰边界道的确定，直接影响峰面积的计算) 分为两个步骤：谱变换和峰判定要求：支持手动/自动寻峰，参数输入，同时计算并显示峰半高宽、精确峰位、峰宽等信息，能够区分康普顿边沿和假峰感兴区内寻峰人工设置感兴趣大小，然后在感兴区内采用简单方法寻峰重点研究：对感兴区内的弱峰寻峰、重峰的分解对于一个单峰区，当峰形在峰位两侧比较对称时，可以由峰的FWHM 计算峰区的左、右边界道址。
峰区的宽度取为3FWHM ，FWHM 的值可以根据峰位m p 由测量系统的FWHM 刻度公式计算。
由于峰形对称，左、右边界道和峰位的距离都是 1.5FWHNMmi L INT(m p 1.5FWHM 0.5) m R INT(m p1.5FWHM 0.5)式中m p是峰位，INT的含义是取整数。
对于存在有低能尾部的峰，其峰形函数描述(参见图)。
y m HEXP[ (m m p)2/2 2] , m> mp_ jy m HEXP[J(2m 2m p J)/2 2] , m< mp_ J式中H为峰高，mp为峰位，是高斯函数的标准偏差，J为接点的道址和峰位之间的距离。
在峰位的左侧，有一个接点，其道址为mp-J。
在接点的右侧，峰函数是高斯函数。
在接点的左侧，峰函数用指数曲线来描述。
这时峰区的左、右边界道址为m L INT(m p1.12FWHM 2/ J 0.5J 0.5)m R INT(m p 1.5FWHM 0.5)全谱自动寻峰基于核素库法：能量刻度完成后，根据核素库中的能量计算对应的道址，在各个道址附近(左右10道附近)采用简单的寻峰方法(导数法)方法：根据仪器选择开发IF函数法/简单比较法(适于寻找强单峰，速度快)满足条件：data i m data i k data i data i m 可认为有峰存在然后在data i-m 至data i+m 中找最大值，对应的道值即为峰位k ：找峰阈值，根据高斯分布，一般 k 取值1—1.5常用5点、7点极大值法（m 取2, 3） 判定峰是否有意义一般，用R=N0 / Nb > RO 确定峰是否有意义R 为峰谷比，R0为设定值 （经验值） NO 为净峰幅度与基底之和 Nb 为基底计数int CMmcaView::SearPeakCompare （i nt Begin ch, int En dch, int m, float k ）高斯乘积函数找峰法（可靠性差，不建议采用） 描述谱峰形状的函数主要是高斯函数旳2A exp 0 i 0）2/2 2则由相邻的数据点定义 一个新的函数（第一高斯乘积函数，只与 FWHM 2.3556有关）:m 是步长（用道表示），是高斯乘积函数的阶数，则 Pm （i ）称为第m 阶高斯乘积函数。
找 峰的灵敏度与m 有关，随m 的增加灵敏度提高。
为避免基线参数的影响，最好扣除本底后，再应用高斯乘积函数找峰。
峰位的确定：由Pm （i ）过1的两点求平均来确定；峰边界的确定： 单位带”下限的两个最 端点；半高宽的确定：函数Pm （i ）在 “ 1上的截距；组合峰的确定：在乘积函数的两个峰之P m (i)G(i)G(i m 1) G(i 2)G(i m)“11.092m 、exX2)考虑统计涨落的影响，把判断无峰存在的1变为一个 单位带”即峰的判断为:P m (i)1 k /、.. y i (1 kT. y i )无峰有峰k间没有处于 带内”的乘积函数值 导数法（一阶、二阶、三阶）mC j y i jmNm 为规范化常数，Cj 平滑的变换系数。
3次多项式5点光滑一阶导数公式：(可以采用)y '丄(％2 8y 「8% ! % 2)峰位确定：一阶导数值由正变负=0处；峰边界确定：一阶导数12由负变正=0处CalculateDiffere ntial(0, size, m, differ); for (int j = m; j <= size-m; j++) {for(i nt i=1;i<=m;i++){if(differ[j-i])>0&&differ[j-i]>maxtemp) {maxtemp=differ[j-i]; nmax=j-i;} if(differ[j+i])< 0&&differ[j+i]< min temp) {min temp=differ[j+i]; nmin =j+i;} }if ((nmin-nmax)>0.8* fwhm && (nmin-nmax)<3* fwhm ) //FWHM 参数根据仪器能量分辨率可人工确定， fwhm~20 peakposition[p++]=j+0.5;〃保持峰位对应的道址 }5点光滑二阶导数公式(软件中推荐采用)1 y i 7(2%2 y i 1 2y i y i 1 2y i 2)//7点二阶导数(5*(cou ntsdata[j-3]+cou ntsdata[j+3])-3*(cou ntsdata[j-1]+cou ntsdata[j+1])-4*cou ntsdata[j])/42;Y i' 1(22.0y i367.0y i 2 58.0y i158.0y i167.0^ 2 22.0y i3)252.0软件中推荐采用11点以上的公式峰位确定：二阶导数最小值对应的道址；峰边界确定：二阶导数正极大值点for (int j = m; j <= size-m; j++)//m~30 {int maxtemp=-0.5,mi ntemp=-0.5;y 'N m jIf(differ[j]< -0.05)for(i nt i=1;i<=m;i++){if(differ[j-i]>maxtemp) {maxtemp=differ[j-i]; nmax=j-i;} if(differ[j+i]>mintemp) {mintemp=differ[j+i]; nmin=j+i;}}if ((nmin-nmax)>0.8* fwhm && (nmin-nmax)<3* fwhm )//FWHM参数根据仪器能量分辨率可人工确定，fwhm~20peakposition[p++]=j+0.5;〃保持峰位对应的道址}试验：系列1为处理后的原始能谱，系列2为5点一阶导数，系列3为5点二阶导数，系列4为对称零面积法寻峰只要选择好合适的寻峰阈值，足以满足准确寻找到全能峰，并剔除假峰(如康普顿边沿，反散射峰)5点光滑三阶导数公式判定各感兴区是单峰还是重峰，” 1y 2( y 2 2y 1 2y 1* 2)峰位确定：三阶导数由负变正=0处；峰边界确定：三阶导数由正变负=0处 判定峰是否有意义 0.8FWHM < N < 3FWHM1 2 S4列列気列 系系系系50.0012 34 列列列列 系系系强■9|y m | max TRH J ym p e 。
占 /这个公式就是在一阶导数法寻峰程序中实际应用的峰高判定条件。
CalculateDiffere ntial(Begi nch, En dch, m, differ);int CMmcaView::SearPeakDiffere ntial( int Begi nch, int En dch, int fwhm, int differ[], i nt m) {intn 1=0, differ[E ndch-Beg in ch+1], nm ax=0, nmin=0, maxtemp, min temp,temp; maxtemp=differ[0]; min temp=differ[0]; for (int j = 1; j <= En dch-Begi nch; j++) {temp=differ[j-1];if(_copysign(temp,differ[j])!=differ[j-1] && differ[j]<0) n1=j+Beginch ; if(differ[j]<mintemp) {mintemp=differ[j]; nmin =j+Beginch;} if(differ[j]>maxtemp) {maxtemp=differ[j]; nm ax=j+Begi nch;} }if ((nmin-nm ax)>0.8*fwhm && (n mi n-nm ax)<3*fwhm) return n1;else return (0);}对称零面积法(推荐自动寻峰中采用，可探测弱峰和重峰)面积为零的“窗”函数与实验谱数据进行褶积变换，且要求“窗”函数为对称函数。
对 线性基底的褶积变换将为零，只有存在峰的地方不为零。
峰高判定条件mm为本底常数(在峰区内假定不变)m j my 5% jC j o C j C jj mj mi 2 1mk2匹配滤波器法（类峰形函数）C j exo[ 弋]-exo[——2 ]2 2m 1k m 2mC j data j jj m -m22 C j data i jj mFWHM, 2.3556为峰宽参数，若变换后的y'和其均方根误差的比值超过预先给定的寻峰阈值(f )，则认为找到了一个峰 峰位的确定：Ri 的正极值对应的道址；峰边界的确定： Ri 的正峰两边相邻的两个极小值之间的距离可以作为峰的宽度信息；半宽度：两过零截距。
CalculateArea(O, size, m, fwhm, area, R); for (int j = m; j <= size-m; j++) {if(area[j]>0&&R[j]>fh) for(i nt i=1;i<=m;i++){if(area[j-i])> 0&&area[j-i]< min temp1) {min temp1=area[j-i]; nm im 仁j-i;} if(area[j+i])> 0&&area[j+i]< min temp2) {min temp2=area[j+i]; nmin 2=j+i;} }if ((nmin 2-nmin 1)>0.6*fwhm && (nmin 2-nmin 1)<=2*fwhm) peakposition[p++]=j+0.5;〃保持峰位对应的道址 }协方差法(曲线拟合寻峰，计算机寻峰中采用，可分辨重峰，比较好的寻峰方法，但计 算较为复杂，运算速度较慢)1975年H.P.BLOK 等提出了一种新的寻峰方法，称为协方差法。