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1、第32卷第13期武汉理工大学学报Vol.32No.132010年7月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJul.2010DOI:10.3963/j.issn.167124431.2010.13.011NaI(Tl)单晶γ能谱的蒙特卡罗模拟张小龙,余海湖(武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070)摘要:基于蒙特卡罗模拟思想,利用LABVIEW编制程序模拟了不同能量的γ射线在NaI(Tl)闪烁晶体中的运动过程,从而得到NaI(Tl)探测器中γ射线的响应谱线。结果表明:由程序模拟得到的能谱与标准能谱具有完全相同的特征。软件还可以对能谱
2、进行相应的处理和分析,能实现沉淀能谱的高斯扩展、谱数据光滑、自动寻峰和峰面积的计算等,从而完成对γ能谱的定性和定量分析。关键词:LABVIEW;NaI(Tl)晶体;γ射线;蒙特卡罗模拟中图分类号:TL8;O411.3文献标识码:A文章编号:167124431(2010)1320041204MonteCarloSimulationofγEnergySpectrumofNaI(Tl)CrystalBasedonLABVIEWZHANGXiao2long,YUHai2hu(KeyLaboratoryofFiberOpticSensingTechnologyandInformationProcess
3、ingofMinistryofEducation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract:AcomputerprocedureisorganizedtosimulatetheprocessoftransportationfortheγphotonintheNaI(Tl)scin2tillationcrystalbasedonLABVIEWandtheidealofMonteCarlosimulation.Sothat,theγenergyspectrumsinNaI(Tl)crys2taldetectorareobtain
4、ed.Theresultshowsthatthespectrumcharacteristicgotbysimulationisthesameasbyrealspectrummeasuring.Also,thissoftwarecanrealizethecalculationofenergyspectrumdatasuchasGaussianexpanding,smoothtreat2ment,peakautomaticfundingandpeakareacalculationandsoon.Keywords:LABVIEW;NaI(Tl)crystal;γ2ray;MonteCarlosim
5、ulation确定NaI(Tl)探测器γ射线响应是γ射线光谱学中的一个重要问题。由于采用NaI(Tl)闪烁晶体制成的γ能谱仪测得的γ能谱往往与实际的能谱在能量和能量组成上存在很大差异,加上实验条件的限制,欲[1]得到任意能量的γ能谱响应,还要借助理论计算来完成。蒙特卡罗方法在较少近似下,能真实地模拟γ[2]射线与电子间的复杂级联过程,它成为计算这类问题的有效工具。传统的能谱模拟分析软件中,多采用VC语言编译而成,在程序实现过程中,计算复杂,参数多且程序庞大,面板不易随时更新。LABVIEW是美国NI(NationalInstruments)公司推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境,
6、是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言,使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面。LABVIEW自身集成了丰富而功能强大的数学工具,涵盖线性代数、概率统计、最优化曲线拟合等方面,这为编程提供了极大的方便,特别适用于处理复杂数学运算的程序编制中。在前人研究的基础上,尝试利用LABVIEW编制程序实现γ射线仪器谱的蒙特卡罗模拟和γ能谱的相关分析。收稿日期:2010203220.作者简介:张小龙(19852),男,硕士生.E2mail:nkzhangxiaolong@163.com42武汉理工大学学报2010年7月1原理应用蒙特卡罗模拟软件的设计原理是追踪单个光子在NaI(Tl)晶体探头中的反应
7、轨迹。1.1模型的建立建立NaI(Tl)探头模型,设NaI(Tl)晶体的直径为DNaIcm长为HNaIcm,底部及四周包裹一厚HAlcm的A1反射层,顶部覆盖一厚HSiOcm的SiO2层作为透射窗口。假设γ射线源为2各向同性点源,点源位于探测器轴心线上,与探测器前表面相距[3]为HScm。NaI(Tl)探头、γ射线源的空间模型如图1所示。1.2蒙特卡罗联合输运方法蒙特卡罗联合输运方法是一种基于模拟光子和电子联
