Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2012 в 17:08, курсовая работа
Целью работы является ознакомление с процедурой анализа гамма-спектров в управляющей среде Genie-2000 с помощью полупроводникового HpGe детектора.
Основными задачами работы является изучение следующих вопросов:
подготовка тракта к работе и настройка электронного оборудования;
подготовка последовательности анализа для идентификации неизвестного образца;
калибровка спектрометрического тракта для измерения и анализа неизвестного образца
проведение измерений и анализ неизвестного образца (определение нуклидного состава и активности).
В результате сравнения анализа набранного спектра с данными таблицы делается вывод о том, что набор излучателей, присутствующих в проанализированном спектре, существенно отличается от типичного. Причины отличий заключаются в следующем: набор спектра проводился в условиях отсутствии защиты детектора от внешнего излучения среды в тот момент, когда в лаборатории присутствовали образцовые точечные и объемные источники фотонов гамма-излучения. Этот факт объясняет наличие в списке таких идентифицированных нуклидов как 22Na, 54Mn, 57Co, 60Co, 65Zn, 88Y, 109Cd, 113Sn, 133Ba, 137Cs 152Eu, 226Ra, дочRa 241Am.
После ознакомления с функциями меню «Анализа» на примере файла фонового спектра, рассматривается ряд дополнительных вспомогательных команд приведенных в меню «Разное».
4 Меню «Разное»
Меню Разное позволяет изменить имя оператора, провести визуальную (интерактивную) идентификацию, произвести арифметические операции со спектрами и их сглаживание, а также выполнить некоторые действия в окне отчетов.
4.1 Имя оператора
Команда Имя оператора позволяет ввести или изменить имя оператора. Это имя будет сохранено во всех открытых источниках данных при выполнении различных этапов анализа и калибровки.
4.2 Интерактивная идентификация
Этот диалог предназначен для визуальной идентификации нуклидов в спектре. В основном окне диалога (рис.26) отображается текущая библиотека нуклидов, отсортированная по нуклидам или энергиям.
Рисунок 26. Диалог интерактивной идентификации |
Так как имеется возможность перемещения курсора по спектру, алгоритм интерактивной идентификации будет искать ближайшую совпадающую линию (в пределах допуска) в библиотеке нуклидов и выделять эту линию в списке. С другой стороны, можно выбрать линию в списке, при этом (при наличии возможности) курсор переместится к соответствующей энергии.
Информация о нуклиде, соответствующем выделенной линии, будет выведена в статусную страницу «Нуклид». В случае, если курсор при этом находится внутри зоны интересов, то на основе текущей калибровки по эффективности будет рассчитана и выведена его активность.
По нуклиду и по энергии
Список может быть отсортирован по имени нуклида и по энергетической линии. Этот переключатель позволяет выбрать нужный режим.
Показать подтверждающие линии
Если помечен флаг «Показать подтверждающие линии», то в окне спектра будут показаны все линии выделенного нуклида.
Настройка
Рисунок 27. Диалог вычитания |
Кнопка «Настройка» позволяет изменить параметры интерактивной идентификации. Сюда входят библиотека нуклидов, допуск и единицы активности.
4.3 Арифметика
Команда Арифметика (рис.27) позволяет выбрать фоновый источник данных, который умножается на коэффициент, введенный в текстовое поле, и затем поканально вычитается из текущего источника.
Фоновый источник данных выбирается щелчком по одной из кнопок типа источника, а затем выбором .CNF файла при помощи списков Файлы и Каталоги в центре диалогового окна.
После выбора фонового источника данных вводится значение коэффициента в текстовое окно, расположенное в верхней части диалога, и нажимается кнопку «Открыть» для запуска процесса вычитания.
4.4 Сгладить
Выбор команды «Сгладить» (рис.28) позволяет произвести сглаживание текущего источника данных с целью уменьшить или исключить случайные флуктуации данных. выбирается один из шести алгоритмов сглаживания с взвешенным средним, использующих от 3 до 13 точек.
Рисунок 28. Диалог сглаживания |
Как работает сглаживание
В качестве примера рассматривается процедура сглаживания по трем точкам, которая вычисляет среднее взвешенное значение по трем каналам: текущему и по одному с каждой стороны. Взвешенное среднее помещается в текущий канал, затем алгоритм переходит на следующий канал, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет сглажен весь спектр.
Окно отчетов
Пункт меню «Окно отчетов» позволяет выбрать одну из нескольких команд: три из них управляют содержимым окна, а остальные его размерами.
Выделение в буфер
Данная команда копирует выделенное содержимое окна отчетов в буфер обмена системы, при этом есть возможность вставить данные в другое приложение, например, в текстовый редактор или программу презентаций.
Все в буфер
Данная команда копирует все содержимое окна отчетов в буфер обмена системы.
Очистить
При выборе этой команды из окна отчета удаляются все данные.
По умолчанию
Если изменялся размер окна отчета, изменялась граница окна либо использовалась одна из команд управления размером данного меню, то по этой команде восстановится заданный по умолчанию размер.
Развернуть
Команда «Развернуть» увеличивает окно отчетов во весь экран, облегчая тем самым чтение данных.
Свернуть
Эта команда убирает окно отчетов с экрана, освобождая место для окна спектра.
Порядок выполнения работы
2.1 Ознакомление с основными командами, используемыми для проведения анализа гамма-спектров.
2.2 Демонстрация возможностей
анализа помощью проведения
2.3 Обсуждение результатов идентификации нуклидов фонового спектра.
3.1 Для работы используются заранее приготовленные образцы сыпучего материалы в пластиковых контейнерах (Ø 35 мм, h=50мм.). Каждому студенту в группе предлагается сделать анализ одного из образцов, радионуклидный состав которых ему не известен. Набор спектра выполняется по заданным условиям измерения: времени равном 600 сек и геометрии «проба-детектор» отмеченной на крышке детектора..
3.2 В качестве калибровочного файла используется
файл - C:\GENIE2K\CALFILES\Students\
3.3 Анализ проводиться поэтапно используя команды меню «Анализ». В качестве рабочей библиотеки будет использоваться библиотека Stdlib.nlb.
3.4 После завершения идентификации, расчета активности и получения отчета студенту в качестве самостоятельной домашней работы предлагается выполнить анализ результатов идентификации для последующего уточнения.
3.5. Уточнение результатов
выполняется студеном на
Отчет должен включать распечатку результаты первичного анализа. Распечатку созданной при выполнении уточняющего расчета библиотеки. Распечатку результатов уточненного анализа.
Список контрольных вопросов
Приложение 1. Отчет об анализе пиков
Детектор: DET01
Имя образца: Sample title
Дата/время анализа пиков: 01.10.2008 17:13:07
Первый канал при анализе: 1
Последний канал при анализе: 8192
№ Начало Конец Центроида, Энергия, ПШПВ, Чистая Погрешность Подложка
пика каналы кэВ кэВ площадь
1 177- 201 184.61 59.54 0.32 1.89E+003 1135.09 3.10E+005
M 2 229- 244 232.72 75.06 0.87 9.03E+003 333.22 1.43E+005
m 3 229- 244 239.51 77.25 0.88 1.02E+004 346.73 1.63E+005
M 4 254- 275 261.79 84.44 1.23 3.09E+003 365.45 2.31E+005
m 5 254- 275 269.46 86.91 1.23 8.67E+003 438.70 2.56E+005
6 299- 310 305.19 98.44 0.32 1.56E+003 770.56 2.36E+005
M 7 323- 362 326.93 105.45 1.13 4.06E+003 400.31 1.92E+005
m 8 323- 362 347.82 112.19 1.14 2.11E+003 351.98 2.22E+005
m 9 323- 362 358.40 115.61 1.15 1.83E+003 356.80 1.82E+005
10 374- 384 377.54 121.78 1.52 1.78E+003 677.79 1.92E+005
11 442- 451 445.68 143.76 0.76 2.05E+003 566.93 1.41E+005
12 467- 479 473.39 152.70 1.32 1.39E+003 666.13 1.68E+005
M 13 503- 520 506.75 163.46 1.14 1.29E+003 273.17 1.14E+005
m 14 503- 520 514.14 165.85 1.14 2.75E+003 308.14 1.33E+005
15 571- 583 575.73 185.71 1.11 1.23E+004 567.92 1.18E+005
16 621- 661 648.78 209.28 1.02 3.30E+003 1358.71 3.01E+005
17 679- 693 686.50 221.45 0.70 1.31E+003 528.26 9.63E+004
M 18 716- 761 731.28 235.89 1.06 1.09E+003 178.38 6.16E+004
m 19 716- 761 739.63 238.59 1.06 3.20E+004 302.51 5.92E+004
m 20 716- 761 749.59 241.80 1.06 8.55E+003 198.04 5.63E+004
M 21 830- 864 837.13 270.04 1.58 3.64E+003 219.80 5.88E+004
m 22 830- 864 859.41 277.23 1.58 2.59E+003 199.64 4.77E+004
M 23 909- 947 914.92 295.14 1.03 1.72E+004 213.91 3.27E+004
m 24 909- 947 930.04 300.01 1.04 2.54E+003 145.60 3.11E+004
m 25 909- 947 937.82 302.52 1.04 7.64E+002 133.90 3.34E+004
M 26 1009- 1056 1016.34 327.86 1.07 1.74E+003 133.45 2.88E+004
m 27 1009- 1056 1048.45 338.21 1.08 6.99E+003 159.63 2.67E+004
M 28 1081- 1111 1090.55 351.79 1.15 3.20E+004 228.88 2.36E+004
m 29 1081- 1111 1103.18 355.87 1.15 2.26E+003 124.96 2.46E+004
30 1209- 1221 1214.22 391.69 1.16 1.63E+003 248.76 2.28E+004
M 31 1241- 1281 1245.53 401.79 1.37 5.61E+002 117.40 1.82E+004
m 32 1241- 1281 1255.65 405.05 1.37 3.92E+002 112.32 2.27E+004
m 33 1241- 1281 1268.79 409.29 1.38 1.35E+003 132.98 2.21E+004
34 1372- 1384 1376.31 443.98 1.63 4.21E+002 212.97 1.71E+004
35 1429- 1443 1435.27 463.00 1.10 2.35E+003 236.26 1.85E+004
36 1575- 1591 1583.35 510.77 2.17 3.16E+004 303.00 1.92E+004
37 1760- 1772 1764.66 569.26 1.25 2.12E+003 179.17 1.14E+004
38 1800- 1816 1807.85 583.19 1.25 1.53E+004 246.86 1.45E+004
39 1875- 1897 1888.82 609.31 1.29 3.01E+004 311.80 1.72E+004
40 2042- 2056 2051.06 661.65 1.22 4.56E+003 185.06 1.03E+004
41 2229- 2276 2254.16 727.17 1.46 3.70E+003 441.15 2.73E+004
M 42 2357- 2387 2364.39 762.73 1.43 3.02E+002 67.74 8.09E+003
m 43 2357- 2387 2380.66 767.98 1.43 2.76E+003 96.27 7.67E+003
M 44 2404- 2443 2413.23 778.48 1.45 2.22E+002 65.44 7.02E+003
m 45 2404- 2443 2434.91 785.48 1.45 1.12E+003 83.66 6.95E+003
46 2456- 2470 2463.49 794.70 1.39 1.80E+003 151.92 7.38E+003
47 2490- 2503 2499.05 806.17 1.29 4.17E+002 138.16 6.78E+003
M 48 2556- 2595 2574.36 830.47 1.55 2.36E+002 64.18 7.08E+003
m 49 2556- 2595 2587.41 834.67 1.55 2.67E+003 94.11 7.21E+003
50 2659- 2698 2667.66 860.56 1.65 2.07E+003 328.48 1.75E+004
51 2776- 2791 2783.77 898.02 1.15 6.75E+002 145.20 6.79E+003
52 2816- 2831 2825.87 911.60 1.52 1.10E+004 175.10 6.55E+003
M 53 2865- 2902 2872.06 926.50 1.49 1.87E+002 57.93 5.41E+003
m 54 2865- 2902 2894.35 933.69 1.49 1.79E+003 81.80 5.97E+003
55 2922- 2951 2941.80 949.00 1.70 8.21E+002 235.86 1.15E+004
M 56 2982- 3013 2989.34 964.33 1.50 2.20E+003 77.09 6.06E+003
m 57 2982- 3013 3002.69 968.64 1.50 6.67E+003 106.76 5.78E+003
58 3096- 3130 3103.09 1001.03 1.46 4.66E+002 261.95 1.27E+004
59 3355- 3401 3365.80 1085.78 0.43 6.05E+002 334.34 1.62E+004
M 60 3438- 3483 3443.79 1110.94 1.64 3.23E+002 58.73 4.76E+003
m 61 3438- 3483 3456.75 1115.12 1.64 5.57E+002 59.75 5.39E+003
m 62 3438- 3483 3471.82 1119.98 1.64 8.07E+003 112.64 5.28E+003
63 3573- 3588 3580.96 1155.19 1.45 8.72E+002 133.17 5.60E+003
64 3627- 3644 3636.84 1173.22 1.34 1.54E+003 149.47 6.39E+003
65 3827- 3848 3838.00 1238.11 1.85 3.45E+003 178.85 7.60E+003
M 66 3941- 3978 3950.13 1274.28 1.75 7.19E+003 103.58 4.30E+003
m 67 3941- 3978 3970.08 1280.72 1.75 8.60E+002 55.60 3.88E+003
68 4123- 4139 4130.55 1332.49 1.55 1.37E+003 100.71 2.79E+003
M 69 4261- 4300 4269.94 1377.45 1.80 2.09E+003 61.78 2.10E+003
m 70 4261- 4300 4293.61 1385.09 1.80 4.00E+002 40.64 1.85E+003
M 71 4338- 4375 4343.95 1401.33 1.81 6.61E+002 44.85 1.80E+003
m 72 4338- 4375 4363.93 1407.77 1.81 1.48E+003 56.12 2.08E+003
73 4517- 4539 4528.34 1460.81 1.79 7.37E+004 286.46 2.17E+003
74 4668- 4685 4678.31 1509.19 1.75 9.04E+002 76.34 1.51E+003
75 4915- 4929 4922.30 1587.90 1.62 6.34E+002 68.92 1.40E+003
76 5013- 5032 5023.54 1620.56 1.81 5.36E+002 68.01 1.17E+003
77 5142- 5157 5149.77 1661.28 1.55 4.62E+002 52.57 7.66E+002
78 5351- 5370 5361.55 1729.60 2.01 1.35E+003 64.63 8.06E+002
79 5460- 5481 5469.71 1764.49 2.05 7.12E+003 103.20 9.35E+002
80 5682- 5703 5691.40 1836.01 2.05 5.97E+002 61.61 8.53E+002
81 5716- 5738 5726.83 1847.44 1.72 8.97E+002 66.27 9.00E+002
82 6561- 6579 6567.20 2118.54 1.95 5.22E+002 50.33 5.94E+002
83 8092- 8118 8104.71 2614.53 2.34 1.19E+004 112.57 1.51E+002
M = Первый пик в области мультиплета
m = Другой пик в области мультиплета
F = Подогнанный синглет
Погрешности равны 1.000 СКО
Приложение 2. Отчет об идентификации нуклидов
Имя образца: Sample title.
Библиотека: C:\GENIE2K\
ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫЕ НУКЛИДЫ
Нуклид Достоверность Энергия, Выход, Активность, Погрешность
идентификации кэВ % uCi /обр.
NA-22 0.997 1274.54* 99.94 1.29993E-003 5.35771E-005
K-40 1.000 1460.81* 10.67 1.41331E-001 5.88729E-003