基于遺傳算法的核材料γ能譜分析技術研究.pdf

1、γ能譜分析技術是探測和分析核材料的重要技術手段之一,在核安全保障等領域具有廣泛的應用。γ能譜分析的基本任務就是對核材料中的放射性核素進行定性和定量分析。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上,根據(jù)放射性核素的譜成分強度(通常為全能峰峰面積)計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能譜成分的復雜性,各核素譜成分之間常常存在著嚴重的重疊和干擾,這給以全能峰峰面積為定量分析依據(jù)的解譜技術帶來了較大困難。隨著核技術及其應用的發(fā)展,常規(guī)的γ能譜解譜軟件常常不能滿足技術要求,尤其是對于核彈頭等核材料的復雜γ能譜分析,常規(guī)的解譜軟件難以達到滿意的分析精度。
　　 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、析對象,提高了譜數(shù)據(jù)的利用率。通過采用遺傳算法,實現(xiàn)了全局最優(yōu)化。通過在優(yōu)化目標函數(shù)中引入了譜漂移校正參數(shù),實現(xiàn)了軟件方法的譜漂移校正。同時,通過引入相應的映射關系,將擬合譜與待分析譜之間的相關系數(shù)和目標函數(shù)同時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、為標準譜,對混合譜進行了定量分析,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),對該方法的定量分析下限和能量分辨率能力進行了研究。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,特別適合弱峰和復合峰較多的核材料γ能譜分析。同時也表明該方法具有較低的定量分析下限。
　　 最后,通過分析實測的HPGe探測器的γ能譜,驗證了該方法的實用性。對實驗室放射源