相比其他γ探測器,LaBr_3(Ce)閃爍體探測器對環(huán)境條件要求并不高,價格適度,是今后γ能譜儀的一個重要發(fā)展趨勢。LaBr_3(Ce)晶體的尺寸減小,對高能伽馬射線的探測效率就會降低,因此,針對小尺寸的La Br_3(Ce)晶體選擇低能特征峰來分析γ能譜就非常有研究意義。本論文采用井中小尺寸LaBr_3(Ce)晶體探測器獲取地層自然γ能譜,選擇能譜響應較高的低能γ特征峰,研究均勻分布的地層放射性元素定量解析的數(shù)據(jù)處理方法。本文主要進行了以下工作:1.在分析了實測數(shù)據(jù)之后,依據(jù)自然伽馬能譜特征峰的選取原則,探索了采用~(214)Bi的0.609MeV、~(228)Ac的0.908MeV、~(40)K的1.460MeV低能特征峰識別放射性核素鈾、釷、鉀的最優(yōu)化技術。2.使用重心法和多項式最小二乘法對數(shù)據(jù)進行了平滑,并對平滑效果進行評價,計算結(jié)果表明重心法對數(shù)據(jù)的平滑效果更好,最終選擇了7點重心法來對數(shù)據(jù)進行平滑處理。3.利用SNIP和傅里葉變換兩種方法對原始譜線進行本底扣除,并對SNIP法進行了不同次數(shù)的迭代,對傅里葉變換對比了不同步長的計算結(jié)果。實驗表明,對本研究的數(shù)據(jù)來說,SNIP法不適合對全譜進行本地扣除,不同的特征峰要選擇不同的迭代次數(shù)。不同的步長,傅里葉變換法本底扣除的效果也不同。4.從理論上分析了高斯函數(shù)擬合算法,對原始數(shù)據(jù)使用最小二乘高斯函數(shù)進行擬合,把擬合曲線和原始曲線之間的誤差降到最小。對~(40)K的1.46MeV和~(228)Ac的0.908MeV單個全能峰進行了最小二乘高斯擬合,對~(214)Bi的0.609MeV、~(208)Tl的0.583MeV的重疊峰進行了雙高斯分解。擬合數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)相符。5.分析了單能峰和重疊峰邊界的確定,首先根據(jù)峰的邊界道址的最小值確定全能峰的初始邊界,然后進行高斯擬合,最后依據(jù)99.7%的置信區(qū)間再確定邊界。6.在確定好的區(qū)間內(nèi)對函數(shù)進行積分運算,得到特征能量峰的凈峰面積。然后,通過逆矩陣法求解核素U、Th、K的含量。扣除本底后,計算結(jié)果的誤差在±10%以內(nèi),滿足地面γ能譜測量的技術要求。得到的K含量的誤差較大,主要是由于實驗條件限制,未能扣除溴化鑭探測器中~(138)La產(chǎn)生的影響。論文研究結(jié)果驗證了對于Φ1.5×2英寸的La Br_3(Ce)探測器,可以選擇~(214)Bi的0.609MeV、~(228)Ac的0.908MeV、~(40)K的1.460MeV特征能量峰來標定鈾、釷、鉀的含量;證明了最小二乘高斯擬合的優(yōu)越性和雙高斯擬合分解重疊峰的可行性,解決了低能譜分析中本底扣除、高斯擬合和分解重疊峰的難題,為地層放射性元素定量解析的數(shù)據(jù)處理提供了新的思路。
【學位單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P631.817

【參考文獻】

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1 侯鑫;賴萬昌;胡銳;宋旺旺;甘霖;;基于溴化鑭探測器的本底扣除方法研究[J];科技創(chuàng)新與應用;2015年02期

2 鄧海軍;賴萬昌;甘霖;文湘閩;賀良國;;HPGe伽馬譜儀測量環(huán)境樣品的效率刻度方法[J];核電子學與探測技術;2014年11期

3 郭成;賴萬昌;易欣;趙祖龍;;LaBr_3閃爍探測器在天然放射性測量中的應用[J];核電子學與探測技術;2013年06期

4 王一鳴;魏義祥;;用于γ全譜基線扣除的改進SNIP算法研究[J];核電子學與探測技術;2012年12期

5 高峰;張建國;楊翊方;王海軍;王震濤;;LaBr_3:Ce閃爍探測器自發(fā)本底譜研究[J];核電子學與探測技術;2012年05期

6 吳永鵬;湯彬;程建平;;鈾礦γ能譜測井多核素定量特征能量選擇最優(yōu)化計算——基于特定尺寸LaBr_3(Ce)單晶的鉆孔γ譜探測[J];核電子學與探測技術;2012年01期

7 張慶賢;葛良全;曾國強;谷懿;;基于傅里葉變換的NaI(Tl)儀器譜散射本底估計方法[J];原子能科學技術;2011年10期

8 李幫軍;;碘化鈉NaI(Tl)單晶閃爍探測器的應用[J];光譜實驗室;2010年02期

9 佘冠軍;尹旺明;湯彬;;基于低能特征峰的自然伽瑪能譜測井方法探討及實踐[J];核電子學與探測技術;2009年06期

10 尹旺明;劉宏章;湯彬;;基于SNIP算法扣除γ能譜本底的探討及應用[J];東華理工大學學報(自然科學版);2009年03期

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1 劉永剛;γ能譜譜數(shù)據(jù)分解方法研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2011年

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1 黎星;地質(zhì)樣品的HPGe特征譜峰及其鈾鐳、釷、鉀定量分析技術研究[D];東華理工大學;2016年

2 侯鑫;利用低能特征峰測定U、Th、K含量的方法[D];成都理工大學;2015年

3 甘霖;LaBr_3探測器本底扣除方法研究及軟件設計[D];成都理工大學;2015年

4 任愛閣;自然伽馬能譜測井譜解析方法研究[D];中國石油大學;2007年

5 裴少英;多道伽瑪能譜數(shù)據(jù)低能峰高斯分解方法[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2005年

本文編號：2817538