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(yīng)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(jìn)行了以下工作:1.在分析了實(shí)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(shù)。2.使用重心法和多項(xiàng)式最小二乘法對數(shù)據(jù)進(jìn)行了平滑,并對平滑效果進(jìn)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(diǎn)重心法來對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行本底扣除,并對SNIP法進(jìn)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(shí)驗(yàn)表明,對本研究的數(shù)據(jù)來說,SNIP法不適合對全譜進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行了雙高斯分解。擬合數(shù)據(jù)與實(shí)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(jìn)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(jìn)行積分運(yùn)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(shù)要求。得到的K含量的誤差較大,主要是由于實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(biāo)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(xué)位單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P631.817

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本文編號：2817538