基于遺傳算法的核材料γ能譜分析技術(shù)研究.pdf

1、γ能譜分析技術(shù)是探測(cè)和分析核材料的重要技術(shù)手段之一,在核安全保障等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。γ能譜分析的基本任務(wù)就是對(duì)核材料中的放射性核素進(jìn)行定性和定量分析。一般情況下,定性分析就是根據(jù)γ能譜中的全能峰峰位確定核材料中的放射性核素種類；定量分析則是在定性分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)放射性核素的譜成分強(qiáng)度(通常為全能峰峰面積)計(jì)算核材料中各放射性核素的活度。
　　 一套完整的γ能譜數(shù)據(jù)中,一般包括全能峰、逃逸峰、淹沒峰、反散射峰、符合峰以及康普頓

2、散射譜等多種譜成分。由于γ能譜成分的復(fù)雜性,各核素譜成分之間常常存在著嚴(yán)重的重疊和干擾,這給以全能峰峰面積為定量分析依據(jù)的解譜技術(shù)帶來了較大困難。隨著核技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展,常規(guī)的γ能譜解譜軟件常常不能滿足技術(shù)要求,尤其是對(duì)于核彈頭等核材料的復(fù)雜γ能譜分析,常規(guī)的解譜軟件難以達(dá)到滿意的分析精度。
　　 本文根據(jù)γ能譜儀系統(tǒng)的線性疊加性,在定性分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于遺傳算法的全譜定量分析方法。該方法在最小二乘意義下,以全譜為分

3、析對(duì)象,提高了譜數(shù)據(jù)的利用率。通過采用遺傳算法,實(shí)現(xiàn)了全局最優(yōu)化。通過在優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中引入了譜漂移校正參數(shù),實(shí)現(xiàn)了軟件方法的譜漂移校正。同時(shí),通過引入相應(yīng)的映射關(guān)系,將擬合譜與待分析譜之間的相關(guān)系數(shù)和目標(biāo)函數(shù)同時(shí)映射到了遺傳算法的適值函數(shù)域中,獲得了較高的分析精度。
　　 首先,本文通過分析Monte Carlo模擬譜數(shù)據(jù),驗(yàn)證了該方法的可行性。利用MonteCarlo方法模擬了多種放射性核素的分立γ能譜以及混合γ能譜。以分立譜

4、為標(biāo)準(zhǔn)譜,對(duì)混合譜進(jìn)行了定量分析,得到了較高的分析精度,證明該方法是可行的。
　　 其次,通過分析Monte Carlo模擬譜數(shù)據(jù),對(duì)該方法的定量分析下限和能量分辨率能力進(jìn)行了研究。研究表明,該方法具有較高的能量分辨能力,分析精度幾乎不受重疊峰的影響,特別適合弱峰和復(fù)合峰較多的核材料γ能譜分析。同時(shí)也表明該方法具有較低的定量分析下限。
　　 最后,通過分析實(shí)測(cè)的HPGe探測(cè)器的γ能譜,驗(yàn)證了該方法的實(shí)用性。對(duì)實(shí)驗(yàn)室放射源