Набор и анализ гамма-спектров в управляющей среде Genie-2000 с использованием HpGe детектора

Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2012 в 17:08, курсовая работа

Описание работы

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).

Работа содержит 1 файл

2 Набор и анализ спектра.doc

— 1.46 Мб (Скачать)

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

 

  1. Подготовка измерительного тракта к работе (выполняется вместе с преподавателем всей подгруппой) и приведение системы в рабочее состояние.
  2. Работа с меню «Анализ» программы набора и анализа гамма-спектров Genie-2000.

2.1 Ознакомление с основными командами, используемыми для проведения анализа гамма-спектров.

2.2 Демонстрация возможностей  анализа помощью проведения поэтапного  анализа файла фонового спектра.

2.3 Обсуждение результатов  идентификации нуклидов фонового спектра.

  1. Анализ неизвестной пробы.

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\Cal_образца.CAL.

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 следующем  занятии под руководством преподавателя,  с помощью выполнения повторных анализов и корректирования библиотеки.

  1. Подготовка отчета по лабораторной работе и ее защита.

Отчет должен включать распечатку результаты первичного анализа. Распечатку созданной при выполнении уточняющего  расчета библиотеки. Распечатку результатов уточненного анализа.

 

Список контрольных вопросов

 

  1. Какова процедура анализа спектра фотонного гамма-излучения?
  2. Как происходит идентификация нуклидов по линиям, присутствующих в спектре?
  3. Как происходит вычисление активности нуклидов, линии которых присутствуют в спектре?
  4. Какие механизмы существуют в среде Genie-2000 для поиска пиков?
  5. Какие механизмы существуют в среде Genie-2000 для корректировки поиска пиков?
  6. Какова последовательность анализа при вычислении площади пиков?
  7. Какие механизмы существуют в среде Genie-2000 для корректировки вычисления площади пиков?
  8. С какой целью производиться вычитание фона при корректировке площади пиков?
  9. Какие механизмы существуют в среде Genie-2000 для идентификации нуклидов?
  10. Какие формы получения результатов анализа доступны при работе в среде Genie-2000?
  11. Какова последовательность анализа неизвестной пробы?
  12. Каким образом происходит выполнение калибровки для неизвестного образца?

 

 

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\CAMFILES\Background.NLB

 

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

Информация о работе Набор и анализ гамма-спектров в управляющей среде Genie-2000 с использованием HpGe детектора