移动目标弱放射性检测与甄别研究

【摘要】放射性同位素的广泛使用在给经济、科技带来巨大发展的同时，也可能对公众的健康造成伤害。因此，加强对放射性同位素的监管与检测便成为了各单位的重要任务。大面积塑料闪烁体探测器因具有时间响应快，发光衰减时间短，透明度好、性能稳定、耐辐射性强、制作简单、价格便宜等优点而被广泛用于放射性核素的检测中。本课题基于大面积塑料闪烁体开展了对移动弱源的放射性检测甄别研究，比较了单路与双路光电倍增管测量探测效率，并对判断射线强度的计数识别算法展开研究；设计开发了集成电子学模块与数据分析处理软件以代替NIM标准核电子学插件。此外，本研究根据大面积塑料闪烁体能谱特性设计了能谱识别算法，并基于实验测量的放射性核素能谱对该算法进行了研究与讨论。大面积塑料闪烁体探测器对γ光子能量分辨率差，无法通过能谱直接判断存在何种放射性同位素。目前大多数检测单位均采用测量射线强度的方式对受检对象进行甄别判断。本研究改用双路光电倍增管输出以代替通常的单路光电倍增管输出，实验结果表明，使用双路光电倍增管测量能够将检测效率提高30%以上，并且经计数识别算法验证后表明双路测量能够有效避免一些漏报情况的发生。论文设计并开发了集成化的γ辐射脉冲信号的电子学处理模块，包括信号处理模块和线性电源。信号处理模块包括前放输入、主放大器及成形电路、甄别电路，对外数字通讯通过微处理器自带串口实现，使用RS-485接口，采用Modbus国际标准协议。计算机采集数据可进行实时读取、处理与显示。实验结果表明，设计开发的集成电子学模块与数据分析处理软件能够满足正常检测需求，可以对放射性超标做出正确判断。论文依据不同核素的能谱特性，设计了能谱识别算法。该算法可以通过分辨率极差的塑料闪烁体对能谱进行分析，并判断和甄别是否存在目标放射源。实验利用了标准核电子学NIM插件对放射源进行了能谱测试。实验结果表明，不同放射源测量能谱与本底能谱比较存在差异，实验结果可以作为依据进行算法分析。本文建立了关于133Ba、137Cs、60Co三种核素的特征区间，提出了算法计算公式与阈值判断公式，并使用测量结果进行了验证。验证结果表明，能谱识别算法在一定程度上有效，但是出现了误报漏报现象。漏报的原因可能是放射源射线强度太小，导致了特征区间计数率增加不明显；误报的原因则可能是各放射性核素的特征区间划分不够准确，有待进一步研究与讨论。此外，算法的局限性是可甄别判断的放射性核素数量有限。但在实际检测中，如果将计数识别算法与能谱识别算法结合起来，大面积塑料闪烁体的检测性能将得到提升，因此值得进一步研究与讨论。
【作者】顾熹豪；
【导师】文万信；
【作者基本信息】苏州大学，生物医学工程，2014，硕士
【关键词】大面积塑料闪烁体；移动弱源；计数识别算法；能谱识别算法；

【参考文献】
[1]邱宏伟.新疆农村住宅应用被动式太阳能采暖的可行性研究[D].新疆大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[2]王智平,陈全胜.植物近期光合碳分配及转化[J].植物生态学报,2005,05:845-850.
[3]王茜.初中思想品德课安全教育探究[D].河北师范大学,教育,2014,硕士.
[4]黄衍.基于随机森林的制造业上市公司财务预警模型研究[D].华东交通大学,统计学,2013,硕士.
[5]马卿.智能交通系统在洛阳市公共交通领域的应用研究[D].河南科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]王晶,郑亚楠.考虑机器故障的炼钢连铸重调度模型与算法设计[J].冶金自动化,2015,02:28-34.
[7]李晓楠.新生代产业工人职业成长对留职意愿的影响研究[D].山东财经大学,企业管理,2013,硕士.
[8]谢国芳.直接醇类燃料电池Pt基催化剂的研究[D].南京师范大学,2011.
[9]胡雪丹.中日著作权集体管理制度比较研究[D].南京理工大学,民商法学,2013,硕士.
[10]宋英杰.CBD的商业集聚与活力[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2004,硕士.
[11]李婧.儿童良性癫痫伴中央颞区棘波的临床研究及血样DNA的质量控制[D].山东大学,儿科学,2013,硕士.
[12]李小强.负压创面治疗技术对大鼠创面血管生成的影响及分子机制的研究[D].第四军医大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[13]程文文.对外汉语教学下的连谓句研究[D].山东师范大学,对外汉语教学,2013,硕士.
[14]徐雯,张莉艳,陈予备,洪澄.对苯二酚在聚苯胺纳米纤维修饰电极上的电化学行为研究[J].黄山学院学报,2014,05:31-34.
[15]刘海锋.壅塞空化器的实验研究[D].湖南工业大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[16]刘荔.基于高速公路运营期通行碳排放的项目决策研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[17]郭晓波.基于概念格的多值属性关联规则可视化挖掘[D].河北师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[18]林晨宽.电磁式低频振动能量收集装置的设计与研究[D].浙江工业大学,2013.
[19]鲁莉.我国教育金融的法律研究[D].华东师范大学,教育经济与管理,2001,硕士.
[20]乔娜.茅元仪《武备志》探析[D].中国社会科学院研究生院,史学理论及史学史,2014,硕士.
[21]欧阳云燕.祁菊规范化种植及黄酮的提取工艺研究[D].中国农业大学,作物栽培学与耕作学,2004,硕士.
[22]陈家宏.腹针疗法对脑卒中后肩痛患者上肢功能的影响[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[23]孙文静.从功能对等理论视角研究汉语新词英译[D].山东大学,英语语言文学,2013,硕士.
[24]周文.微纳米碳/石蜡基复合材料的传热蓄热性能研究[D].中南大学,2013.
[25]宋雪梅.对图式理论在EFL阅读教学中应用的探析[D].山东师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[26]许晓爽.可转形穴位注射药线对脑缺血再灌注大鼠皮质区PCNA、Caspase-3的影响[D].湖北中医药大学,针灸推拿学,2013,硕士.
[27]林乃松.新型补体C1r样丝氨酸蛋白酶的克隆、鉴定及其生物学功能的研究[D].浙江大学,免疫学,2004,硕士.
[28]吴昊.基于FPGA的人耳识别技术研究[D].武汉理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[29]刘磊.中国汽车零部件企业如何实施客户关系管理[D].东南大学,2005.
[30]鞠平,谢会玲,陈谦.电力负荷建模研究的发展趋势[J].电力系统自动化,2007,02:1-4+64.
[31]贾贞健,周伟星,黄洪雁,于文力.碳氢燃料热裂解与引发裂解换热对比实验[J].化工学报.
[32]焦洋.子午流注纳甲法治疗偏头痛的临床观察[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[33]熊伟.大学生网络虚拟群体思想政治教育存在的问题及对策研究[D].西南大学,思想政治教育,2013,硕士.
[34]张浩,许谨,曹现雷.基于BP神经网络优化制备Cu-Ce/TiO2及其光催化活性研究[J].环境科学学报.
[35]徐英.高中生物教学中美育的渗透[D].苏州大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[36]郭蒙.基于应变测量的柔性卫星天线阵列变形检测技术研究[D].国防科学技术大学,机械工程,2012,硕士.
[37]王成武,王月梅,杨晖.基于三维视角下的信息技术与学科教学整合观[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2004,04:74-76.
[38]廖璐.刑法第十三条但书的适用研究[D].江西财经大学,刑法学,2013,硕士.
[39]柴泳泳.我国城镇化进程中农民角色转变的思考[D].山西师范大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[40]刘庆声.21世纪航天事业展望(续三)[J].质量与可靠性.1998(04)
[41]贺丹.大学生创业倾向的影响因素分析[D].浙江大学,2006.
[42]熊玮,夏文龙,余晓鸿,林湘宁.多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用[J].电力系统自动化,2011,08:49-52+86.
[43]付广,庞雄奇,姜振学.利用声波时差资料研究泥岩盖层封闭能力的方法[J].石油地球物理勘探,1996,04:521-528+604.
[44]韩金寿.还原铁矿石中金属铁的测定[J].四川冶金.1989(02)
[45]刘朋.我国民营企业多元化战略与经营绩效关系的实证研究[D].内蒙古财经大学,企业管理,2012,硕士.
[46]徐振.甘肃省县级基本财力保障研究[D].西北师范大学,财政学,2013,硕士.
[47]侯仁.我国私募基金法律规制研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[48]魏榆峻.私募股权基金促进中国农业产业化发展研究[D].兰州大学,金融,2014,硕士.
[49]宋华.静安区公共场所集中空调通风系统卫生现状及监管对策初步研究[D].复旦大学,公共卫生,2012,硕士.
[50]何斌斌.高速列车齿轮箱异常振动分析[D].西南交通大学,交通运输工程,2014,硕士.