技术研发
当前位置:首页 > 科学研究    技术研发
多放射性核素精准识别取得新进展
文章来源: 国家原子能机构核技术(核探测与核成像)研发中心
发布时间: 2023-01-13
字体: 【
放射性核素识别对环境监测和核安保具有重要意义。例如,放射性核素识别对于海关安检点、能源设施等场所的公共安全至关重要。目前基于传统峰值搜索的放射性核素识别方法需要背景扣除,在实际应用中如低计数能谱和混合核素的环境中难以处理复杂的情况。这对核素的准确识别提出了很大的挑战。

为此,本中心科研团队针对多核素和低计数谱的情况提出了一种具有特征增强器和一维神经网络的放射性核素识别方法。该方法中的训练数据集来自于Geant4生成的模拟数据。该方法通过特征增强器对输入的能谱数据进行预处理,通过神经网络提取非线性信息,即使在低计数的情况下,也能很好地处理实验能谱。该方法在处理混合放射性核素光谱时,识别精度高、误判。受能接触到的放射源的限制,实验中研究的核素数据库含8种核素,包括7种工业和医学上常用的核素(133Ba、137Cs、57Co、241Am、22Na、99mTc、60Co)和1种用作特殊核材料的核素(235U)。通过识别混合核素如60Co 和其他核素混合的谱,即使低能区存在散射干扰,该方法仍能准确识别核素。

该工作得到了国家自然科学基金的资助,相关成果发表在Applied Radiation and Isotopes上。 

论文链接:Chunmiao Li, Shuangquan Liu*, Chao Wang, Xiaopan Jiang, Xiaoli Sun, Mohan Li and Long Wei*. A new radionuclide identification method for low-count energy spectra with multiple radionuclides. Applied Radiation and Isotopes. 2022, 185:110219

图1. 多重核素识别的准确性

图2. 误差情况下的组成分布。“Mo”是在所有错误案例中只丢失一种核素的病例的比例。“EO”是发现一种额外核素的比例。“E&M”是指在缺少适当的核素时发现的额外核素的比例。

“Others”指其他错误案例的比例,包括只缺少一个以上适当的适当核素或发现超过额外的核素的情况。


附件下载:

地址:北京市918信箱 邮编:100049 电话:86-10-88235008 Email:ihep@ihep.ac.cn
中国科学院高能物理研究所备案序号:京ICP备05002790号-1 文保网安备案号:110402500050