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1、第29卷第2期核电子学与探测技术Vol.29No.22009年3月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMar.2009航空伽玛能谱测量氡校正方法探讨张庆贤,葛良全,谷懿,曾国强,王广西,徐海峰(成都理工大学应用核技术与自动化工程学院610059)摘要:介绍了航空伽玛能谱测量中三种应用广泛的大气氡本底校正方法。对三种方法基本原理做了介绍,分析不同方法的优缺点,为航空伽玛能谱测量系统中大气氡本底校正方法的选择提出建议。关键词:航空伽玛
2、能谱测量;氡本底校正;组分谱;谱线比法;全谱法中图分类号:TL812+.1文献标识码:A文章编号:0258-0934(2009)02-0349-04关键性的步骤。1航空伽玛能谱测量氡校正介绍氡子体铋-214(氡的第三代子体)的伽玛射11航空伽玛能谱测量大气氡校正的原因线辐射能量占整个铀系列辐射能量的85%,而航空伽玛能谱测量的应用研究,在国内已航空伽玛能谱测量中来自地面铀的伽玛射线也成功应用于固体矿产资源勘查、油气勘查、环境是铋-214的伽玛射线,因此,在航空伽玛测量调查等方
3、面,世界上处于领先水平。在航空伽中大气氡能谱谱线形状和铀系伽玛衰变的能谱玛能谱测量技术及其软件开发方面,由于我国谱线大体是一致的,他们的主要伽玛衰变核素航空伽玛能谱测量仪器依赖于进口,其测量软均为B-i214和Pb-214。大气氡的放射性将对件也是从引进仪器时配套。因此掌握航空伽玛航空伽玛能谱测量结果产生干扰。故在实际测能谱测量技术是我国的航空伽玛能谱测量仪器量中,必须要对大气氡浓度的影响进行修正。自主研发的前提。大气氡的修正技术一直是航空放射性测量航空射线能谱测量数据处理的常规方法的热点与难
4、点问题之一。现在商品化的航空伽中实际上多道谱包含了附加源的K,U,Th的玛能谱测量系统中,都带有该技术,但是限于产含量,源与探测器间隙间的信息以及大气氡对权的原因,该技术是保密的。实测谱的相对影响的信息。在处理航空射线12氡气校正方法分类能谱测量数据时,一些误差会在连续的数据处大气氡对航空伽玛能谱测量影响的校正方理过程中增大。所以,适当的本底修正是一个法主要分两大类:(1)仪器硬件实时监测氡能谱校正设计上侧晶体,并组成单独谱仪测量道,通过测量氡衰收稿日期:2008-10-22变子体的射线
5、,专门实现对大气氡的监测。基金项目:本项研究得到国家自然科学基金项目"核地球物理学天然伽玛场的研究"(项目编号:通过晶体的自吸收原理和仪器刻度来修正大气40774063)和国家863计划资源与环境领域课题(课氡的影响。题编号:2006AA06A207)的资助。(2)利用伽玛射线全谱测量数据,根据空气作者简介:张庆贤(1981-),男,成都理工大学在读介质对大地不同能量伽玛射线衰减不同的特博士研究生,师从葛良全教授,主要从事天然放射性,通过不同能量伽玛射线特征光电峰面积的性、辐射防护、核测量方面的
6、研究。比值,实现对大气氡的修正。目前在航空伽玛349测量系统中应用广泛的大气氡校正方法有:谱的关系,各组分谱模拟前需要进行康普顿散射214线比法、全谱法。其中谱线比法经过近几年的本底的去除。以下以B-i0.609MeV的能量研究,较大地改进了谱线比法,拓展了谱线比法光电峰作为基准峰介绍谱线比法原理。为了简的应用范围。化模型,我们只将观测谱分解为大气氡和地面2航空伽玛能谱测量各种氡校正方法放射性核素谱,分别如图1。理论基础21仪器硬件大气氡校正仪器硬件的大气氡校正最先由Grasty等人(19
7、88)和IAEA报告(1991)作了介绍。该技术主要利用在主探测器上增加一条晶体探测器对大气氡本底进行实时监测。这额外的大气氡本底晶体放置在主探测器的正上方,下部与主探测器之间填充材料屏蔽地面伽玛射线。使用这样的布置,使得这个上部大气氡校正探测器和下部主探测器有了方向敏感性,从而整个系统能够区分大气氡能谱和陆地伽玛射线能谱,并分别得到大气氡能谱和陆地伽玛射线能谱为图1陆地伽玛谱和氡组分谱能窗关系示意图后续的测量数据处理工作做好准备。在测量时如图所示,我们设定观测谱、氡能谱、地面只需要将每条Na
8、I晶体探测器的测量谱线减谱低能0.609MeV光电峰峰面积(能窗计数去上侧校正晶体测量的氡谱线及修正上、下晶率)(经过康普顿本底去除,下同)分别为:Lob、体的相互影响即可有效清除大气氡本底的影Lr、Lg;观测谱、氡能谱、地面谱上铀系1.响。76MeV光电峰峰面积(能窗计数率)分别为:22谱线比法理论基础Uob、Ur、Ug。则:谱线比法是利用氡能谱与铀系能谱谱线计Lr=c1UrLg=c2Ug数率的相对比例模拟推算出大气氡对航空观测其中c1为氡能谱低能0.609MeV光电峰谱线计数率的贡
