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数学核数据处理原理第1页/共41页 核数据处理第2页/共41页 核数据处理任务确定各种射线的能量对一定能量的射线所产生的信号进行分析确定产生该射线的核素或元素（定量分析）确定核素的活度或元素的含量（定性分析）第3页/共41页 核数据处理核辐射测量仪器的组成核辐射探测器前置电路线性脉冲放大器积分甄别器率计电路计数器脉冲幅度分析器辅助电路计数器多道脉冲幅度分析器接口电路计算机系统应用软件高压电源低压电源(a)(b)(c)(a) 总量测量仪器 (b) 能谱测量仪器 (c) 全谱测量仪器第4页/共41页 核数据处理核辐射测量所得的数据全谱测量仪器（多道能谱仪）所测得的数据：一条谱线 几百或几千个计数值（数组）所需的数据处理：谱数据处理-多个累计计数(面积)、含量、活度等量值预处理（数据的检验、选择、转换等）统计分析成图成像第5页/共41页 核数据处理 A/D转换器将脉冲下降沿时的模拟电压转换为数字量tt1t2t3t4t5t6t7模拟信号信号幅度时间数字信号t1t2t3t4t5t6t7A/D转换命令计算机屏DC转换数据采集原6页/共41页 核数据处理全谱测量(多道脉冲幅度分析器)数字信号时间t脉冲信号v1617168 92161616161825161789162161618162516地址单元存储器┆┆2160----------1┆┆250------------------1┆┆180--------------1170---1160-1------2—3--4--5┆┆90-------180-----1第7页/共41页 核数据处理全谱测量计算机屏幕地址单元存储器┆┆2160----------1┆┆250------------------1┆┆180--------------1170---1160-1------2—3--4--5┆┆90-------180-----1道址ch脉冲幅度V计数0 8 9 16 17 18 25 2161151111第8页/共41页 核数据处理全谱测量（多道脉冲幅度分析器）元素（核素）放出射线（射线能量E0）射线与探测器作用，损失能量E该能量E被转换成电脉冲信号v，其脉冲幅度V正比于E脉冲信号v经AD转换，成道址ch，正比于V所以ch正比于E.第9页/共41页 谱数据处理全谱测量（多道脉冲幅度分析器）元素（核素）——能量——脉冲幅度（电压）——道址Cs-137, 661keV; Fe-55, 5.989keV元素（核素）能量脉冲（电压）幅度道址计数（个数）第10页/共41页 谱数据处理核辐射测量的特点1.核辐射是核衰变的产物原子核自发的发生核结构的变化，由一个元素的原子核转变为另一个元素的原子核，同时伴随放射出粒子或电磁辐射的现象。称为放射性衰变放出的粒子:α粒子、β粒子、γ辐射、碎片、特征X射线等2.核辐射的能量具有特征性某核素放出的射线（α粒子、γ辐射、特征 X 射线）一定具有某种特定能量；如果探测到某种能量的辐射，一定存在某种核素。即：放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系(定性)3.核素的含量与特征辐射的强度存在正比关系(定量)第11页/共41页 谱数据处理核辐射能量具有特征性K 俘获 ?例：?? 1.26 * 109 年 ↙ ↘e ↙ ↘ β 1.32 MeV11 % ↙ ↘ 89 % ↓γ 1.461 MeV ↘ 基态 ↓ 基态 　 　第12页/共41页 核数据处理核辐射能量具有特征性同质异能跃迁 例： 激发态 　　　　　　　　　　 ↘ ↓γ 0.059MeV,99.7% β 1.54MeV↘ ↘ β 0.31MeV0.3% ↘ ↓γ 1.17MeV ↓γ 1.33MeV 基态 第13页/共41页 核数据处理放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系1）铀系第14页/共41页 核数据处理放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系2）钍系第15页/共41页 核数据处理放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系3）不成