Spectr2010metod

точно співпадає з уявленнями про ,тещо у зазначеному випадку проба
випромінює до детектора у тілесному куті W = 2p .				G шукають
Якщо проба розподілена по об’єму, тобто не є точковою,
чисельними методами, з використанням методу Монте-Карло. При цьому
треба враховувати поглинання та розсіяння випромінювання у самій пробі.
Нижче дається приклад простого коду у середовищіMATLAB для
розрахунку	геометричного	фактораG , тобто	долі	частинок	що

потрапляють до детектора циліндричної форми від циліндричної проби з урахуванням поглинання випромінювання за експоненціальним законом від пробігу.

clear all clc

D=0.08;% - діаметр детектора, м (8см) H=0.02;% - товщина проби, м (2 см)

h=0.005;% - проміжок між пробою та детектором, м (5мм) teta=0:pi/2/90:pi/2;

fi=0:2*pi/360:2*pi;

mu=log(2)/0.001;% - лінійний коефіцієнт поглинання,

%де 0.001 м (1мм)– це товщина напівпослаблення %матеріалу проби

N0=1;

n=100;%кількість повторень алгоритму

N=0;

m=0;

for i=1:n;

x=rand*D/2;%генерація випадкових просторових координат точкових джерел y=rand*D/2;

z=rand*(H-h);

if x^2+y^2<=D^2/4;%перевірка чи належить точка простору пробі for j=1:length(teta);

R=(H-z)/cos(teta(j)); ro=(H-z)*tan(teta(j)); for k=1:length(fi);

m=m+1;

x0=ro*cos(fi(k));

y0=ro*sin(fi(k)); x1=x0-x; y1=y0-y;

if x1^2+y1^2<=D^2/4; %умова потрапити променю до детектора r=R*(1-h/(H-z));%розрахунок пробігу у пробі N=N+N0*exp(-mu*r);%врахування поглинання у пробі

end;

end;

end;

end;

end;

Omega=N/(2*N0*m)*4 %еквівалентний тілесний кут G=N/(2*N0*m) % – шуканий геометричний фактор.

33

У вищезазначеному алгоритмі прийнято, що проба випромінює моно
енергетичні промені, а також невраховані процеси розсіяння. Для променів
з різними енергіями звичайно задача ускладнюється, наприклад, треба
враховувати	залежність	коефіцієнта	поглинання	від	ен
випромінювання.

Практична частина

1.Розрахувати аналітично геометричний фактор G1 для циліндричного детектора ( S = 25 см) та точкової проби.

2.Розрахувати аналітично геометричний факторG2 для детектора з квадратним перерізом ( S = 25 см) та точкової проби.

3.Знайти умови придатності формули(17) для детектору квадратного перерізу, за умови не перебільшення похибки e = DG .

G2

üпорівняти результати п.1 та п.2. для різних відстаней d між пробою та поверхнею детектора.

üвизначити максимальну відстань dmax , на якій різниця обох

значень ( DG = G2 - G1 ) не перевищує 25%.
4. Дослідити	чисельно	геометричний	фактор	для	циліндричних

детектора та джерела іонізуючого випромінювання, в залежності від товщини проби (яка пропорційна масі нукліда, тобто активності) з урахуванням поглинання.

Контрольні запитання

1.Дати визначення геометричному фактору ( G ). Від чого він залежить?

2.Яке значення для спектроскопічних досліджень має G ?

3.Яка проба називається точковою?

4.Які методи розрахунку G вам відомі? У чому полягає їх зміст?

5.Чому за певних обставин для детектору квадратного перерізу можна використовувати формулу (17)?

6.Як змінюється G при збільшенні товщини проби? Чому?

Список використаних джерел

1.Райлли Д., Энсслин Н., Смит Х.(мл.), Крайнер С. Пасивный неразрушающий контроль ядерних материалов. Пер. с англ.-М.: ЗАО «Издательство Бином», 2000.-720с.

2.Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. Пер. с англ. Леви Н.В. Под ред. Семендяева К.А. 5-е издание.-М.:

«Наука», 1977.-228с.

34

Практична робота №3

РОЗРАХУНОК ЕФЕКТИВНОСТІ РЕЄСТРАЦІЇ

Мета роботи: отримати навички розрахунку ефективності реєстрації.

Після проведення роботи студент повинен:

знати алгоритм розрахунку ефективності реєстрації; уміти калібрувати спектрометр за ефективністю реєстрації.

Теоретична частина
1. Основні можливості утиліти EffCalc, складової частини
програми LSRM.
Ефективності реєстрації є параметром настроювання спектрометра,
якій відповідає за достовірність кількісних характеристик приладу. При
здійсненні калібрування показника(коефіцієнту) ефективності реєстрації
необхідно враховувати як геометричний фактор, так і фактор щільності,
тобто контрольні джерела, за					якими	відбувається		калібрування		по
ефективності реєстрації мають відповідати за своєю									геометрією та
щільністю майбутнім зразкам проб.
Розрахунок			ефективності		реєстрації		можна	здійснювати		після
проведення процедур виміру спектру від контрольнихджерел, з
урахуванням, як геометричного фактору, так і фактор щільності, та пошуку
- обробки	спектрів		у програміLSRM (утиліта SpectraLіne). При цьому
першим параметром командного рядка, який запускає файл утиліти
EffCalc.exe, буде шлях до файлу LSRM.ІNІ, що містить загальні
настроювання програми, у тому числі й мова інтерфейсу, а другим - шлях
до файлу result.txt, що містить результати пошуку піків.
Утиліта		EffCalc.exe може			запускатися		безпосередньо із		програми
SpectraLіne і в цьому випадку створюється службовий файлTempData.tmp,
у якому втримуються необхідні для розрахунку дані з файлу спектра й
конфігураційного			файлу. При		відсутності		службового	файлу утиліта
запускається в автономному режимі. У цьому випадку вся інформація
береться	з файлуresult.txt,			де	зазначено шлях до файлу спектра й до
конфігураційного файлу, що містить вікно ідентифікації, шлях до бібліотек
радіонуклідів		і виправлень		на істинне		підсумовування		для	процедури
ідентифікації ліній і розрахунку ефективності реєстрації.
Якщо не була проведена процедура пошуку , піківбуде видане
повідомлення „Файл result.txt пустой”.
У	випадку		відсутності		необхідної		для роботи		утиліти	даних

відкоригуйте командний рядок для запускуEffCalc.exe, виберіть потрібні

35

для роботи файлі на диску або встановите потрібні настроювання в програмі SpectraLіne, у противному випадку утиліта запущена не буде.

Основне вікно утілити розрахунку ефективності реєстрації(рис.1) дозволяє виконати наступні операції:

-Розрахувати ефективності реєстрації абсолютним і відносним методами;

-Розрахувати ефективність реєстрації для обраного файлу джерел;

-Додати результати розрахунку;

-Переглянути, змінити й зберегти результати розрахунку;

Рис.1 - Основне вікно утілити розрахунку ефективності реєстрації

Запуск із програми SpectraLіne

Якщо при запуску утиліти EffCalc.exe із програми SpectraLіne файлу result.txt, що містить результати процедури пошуку піків, не існує або він не зазначений другим параметром у командному , зр'явитьсядку стандартне вікно, що дозволяє вибрати його на диску.

Аналогічно, при відсутності вTempData.tmp файлу бібліотеки радіонуклідів (файлу еталонних джерел або бібліотеки виправлень при

36

розрахунку	з урахуванням		корекції на	щире	підсумовування), також
з'явиться можливість вибору його на диску.
За замовчуванням для вибору й збереження файлів буде використана
директорії	даних,	зазначена	в конфігураційному		файлі,	у випадку
відсутності	її	на	дискудиректорія	„<робоча		директорія

SpectraLіne>/EffіcіencyBіn”.

1.2. Запуск утиліти в автономному режимі

Якщо при запуску утилітиEffCalc.exe в автономному режимі файлу result.txt, що містить результати процедури пошуку піків, не існує або він не зазначений другим параметром у командному , зр'явитьсядку стандартне вікно, що дозволяє вибрати його на диску.

Аналогічно, при відсутності файлу спектра, зазначеного у файлі result.txt (конфігураційного файлу, зазначеного у файлі result.txt; бібліотеки радіонуклідів, файлу еталонних джерел або бібліотеки виправлень при розрахунку з урахуванням корекції на щире підсумовування, зазначених у

конфігураційному		файлі), також		з'явиться можливість вибору		його на
диску.
За замовчуванням для вибору й збереження файлів буде використана
директорії	даних,	зазначена	в	конфігураційному файлі,	у	випадку
відсутності	її	на	дискудиректорія „<робоча		директорія

SpectraLіne>/EffіcіencyBіn”.

1.3. Розрахунок ефективності реєстрації абсолютним і відносним методами

Ефективність реєстрації може обчислюватися двома методамиабсолютним і відносним.

Абсолютний метод полягає в розрахунку ефективності реєстрації при
достовірному значенні активності нуклідів. При цьому в .src файлі спектру
еталонних	джерел	повинне	бути	зазначене		значення	погрішності
активності. Знайдені за допомогою цього методу значення ефективності
реєстрації називаються абсолютними.
Відносний метод використається у випадках, коли активність одного
або декількох нуклідів для			джерела	із	градуїровочного		комплекту
невідома. У цьому випадку у файлі еталонних джерел для таких нуклідів
установлюється будь-яке значення активності,						її погрішність	не
вказують. Знайдені за допомогою цього методу значення ефективності
реєстрації	називаються	відносними. Відносним			цей	метод називається

тому, що для знаходження істинних (абсолютних) значень ефективності реєстрації необхідно нормувати відносні на постійний множник.

37

1.4Розрахунок ефективності реєстрації для обраного файлу спектрів

джерел

За замовчуванням при запуску утиліти робота ведеться з файлом

еталонних джерел, що			задається у параметрах конфігурації. Якщо утиліта
запускається		із програмиSpectraLіne,				шлях до нього береться зі
службового		файлу TempData.tmp. У				противному			випадку-		з
конфігураційного файлу, шлях до якого зазначений в result.txt.
Змінити файл еталонних джерел можна за допомогою поля уведення
„Файл	источников”,		указавши	повний		шлях	і	назву.src		файлу	або
вибравши його на			диску за		допомогою стандартного					вікна	відкриття
файлів	по	натисканню		кнопки. Якщо		файлу		не		існує, з'явиться
повідомлення		„Файлу	эталонных		источников”		<назва		.src-файлу>		не
існує.

Після цього в табличному виді будуть відображені наступні дані по еталонних джерелах, що втримуються в цьому файлі:

-Шифр джерела в стовпці „Источник”,

-Шифр геометрії в стовпці „Геометрия”,

-Дата виміру джерела в стовпці „Дата”.

Поруч із кожним шифром у стовпці„Источник” втримується покажчик у вигляді знака„+”, по натисканню на який буде відображений список нуклідів, що входять до складу джерела. При цьому для кожного нукліда відображається його назва(стовпець”Нуклид”), активність (стовпець „Активность”) і відносна погрішність активності в% (стовпець „Погр. Активності”).

Після вибору лівою кнопкою миші одного із джерел, у центральній таблиці відображаються результати ідентифікації ліній нуклідів, що входять до складу обраного джерела, з бібліотекою радіонуклідів і вікном ідентифікації, а також ефективність реєстрації з погрішністю(рис.2) у наступних стовпцях:

-Бібліотечна енергія лінії в кэв у стовпці „Энергия”, кэв.

-Назва нукліда, що входить у джерело, якому належить ця лінія, у стовпці „Нуклид”.

-Ефективність реєстрації в стовпці „Эффективность”.

-Відносна погрішність ефективності реєстрації в % у стовпці „Погр. эффективности”.

-Площа піка з файлу result.txt у стовпці „Площадь”.

-Абсолютна погрішність площі піка з файлуresult.txt у стовпці „Погр. площади”.

-Бібліотечна інтенсивність лінії в стовпці „Інтенсивность”.

Якщо будь-яка лінія була ідентифікована неоднозначно(тобто визначена як приналежна двом і більше нуклідам), вона буде виключена з подальших розрахунків.

38

Якщо у файлі еталонних джерел була зазначена питома активність (Бк/кг або Бк/л у поле„Actіvіty unіt”), то при розрахунку активність множиться на масу зразка з файлу спектра або на об’ємзразка з файлу еталонних джерел.

Якщо параметри геометрії виділеного джерела й параметри геометрії спектра різні, видається повідомлення „Параметры геометрии в спектре и в файле эталонных источников разные”, і розрахунки не здійснюються. Це можливо при розбіжності шифрів геометрий, матеріалів, обсягів або мас, а у випадку питомої активності - тільки при розбіжності матеріалів.

Якщо нукліди, що входять до складу обраного джерела, відсутні в бібліотеці, видається повідомлення „Нет нуклидов в библиотеке”.

Якщо розрахунок виробляється з урахуванням корекції інтенсивності гама - випромінювання на істинне підсумовування (задана відповідна опція

в програмі SpectraLіne, що			потім зберігається в конфігураційному файлі
або	в	службовому	файліTempData.tmp), бібліотека	радіонуклідів

коректується за допомогою файлу бібліотеки виправлень, і тільки потім обчислюється ефективність реєстрації.

Рис.2 - Розрахунок ефективності реєстрації.

1.5Додавання результатів розрахунку

Для додавання в.efr файл результатів розрахунку ефективності реєстрації необхідно встановити наступні параметри:

- Уведіть у поле уведення „Название файла” повний шлях і назву .efr файлу (рис.3) або виберіть його на диску за допомогою стандартного вікна відкриття файлів по натисканню кнопки.

39

-Виберіть або відредагуйте назву геометрії виміру всписку, що випадає, - „Геометрия”. Якщо назви файлу .efr у поле уведення „Название файла” не існує, у цьому списку буде зазначена назва геометрії виміру оброблюваного спектра. У противному випадку цей список буде також доповнений назвами геометрій виміру, узятих з .efr файлу.

-Уведіть відстань від джерела до детектора в мм у поле уведення „Расстояние, мм”. Якщо з обрана геометрія, що втримується у файлі спектра (в існуючому .efr файлі), то за замовчуванням значення в цьому полі уведення буде встановлено також з файлу спектра (з відповідної секції існуючого .efr файлу).

Рис.3 - Додавання результатів розрахунку.
Натисніть кнопку „Добавить секцию” для додавання						результатів	в
.efr файл. При цьому дані записуються у вигляді окремої секції з назвою
[<назва детектора>;<назва геометрії>;<назва обраного джерела>]. Шифр
детектора	береться з спектра, що був оброблений, шифр геометрії
вводиться або вибирається зі списку, що випадає, „Геометрия”.
Увага! До виконання операції збереження результати не будуть
записані на диск, і вміст .efr файлу змінюється тільки віртуально.
Якщо	не була уведена назва файлу ефективності						реєстрації,
видається	повідомлення „Отсутствует			название	файла	эффективности
регистрации”.
Якщо	не	була	уведена	назва	геометрії, видаєтьсявиміру

повідомлення „Отсутствует название геометрии”.

Якщо у файлі вже має секцію з такою назвою, видається запит на її заміну „Секция для детектора <название детектора>, геометрии <название геометрии>, источника <название выбранного источника> уже существует. Заменить?”

1.6Перегляд, зміна й збереження результатів розрахунку

Для перегляду, зміни й збереження результатів розрахунку натисніть кнопку „>>”. У вікні, що з'явилося, окне „Файл эффективности регистрации” (рис.4) будуть відображені дані з.efr файлу, зазначеного в поле уведення „Название файла”. Відредагувати їх і зберегти зміни можна

за допомогою	кнопок„Редактировать” та „Сохранить”. Для	скасування
збереження натисніть кнопку „Отменить”.
Сховати	вікно „Файл эффективности регистрации”	можна за
допомогою кнопки „<<”.

40

Рис.4 - Перегляд, зміна й збереження результатів розрахунку

Підсумок створення (редагування) файлу ефективності реєстрації є також крива ефективності реєстрації, яка у графічному вигляді відтворює наведені у файлі ефективності реєстрації данні.

2. Апроксимація файлу ефективності реєстрації

Побудова апроксимуючої "кривій" для ефективності реєстрації може бути здійснена для файлів ефективності реєстрації з розширеннями.eff та

.efr.

Файли	в .eff - форматі		створюються			за	допомогою		процедури
розрахунку ефективності в програмі Lsrm2000.
Файли	в .efr - форматі		створюються			за	допомогою		процедури
розрахунку ефективності в програмі EffCalc.
Для відкриття файлу ефективності виконаєте команду меню„Файл
=> Открыть” або натисніть		клавішуF2 клавіатури, а потім						виберіть на
диску будь-який файл із розширенням.eff						або	.efr за	допомогою
стандартного діалогового вікна.
При	відкритті .eff	файлу		на	екрані		з'явиться		зображення

експериментальних крапок.

41

При відкритті .efr файлу необхідно попередньо вибрати джерела й задати параметри для перерахування даних на розрахунковий матеріал і розрахункову щільність.

По щиглику лівою кнопкою миші по зображенню експериментальної крапки, вона відзначається червоним кольором(рис.5), а в статусному рядку вікна відображається наступна інформація:

-номер крапки за порядком,

-назва нукліда (поле „Нуклід”),

-значення енергії (поле „Энергия”),

-ефективність реєстрації (поле „Эфф.”),

-відносна погрішність ефективності в % (поле „Ошибка, %”).

Для видалення крапки із сильним відхиленням від криво експериментальних значень або крапки з великою погрішністю виділите її лівою кнопкою миші й виберіть пункт „Удалить” контекстного меню.

Відновити помилково вилучені крапки(всі або вибірково) можна за допомогою пункту „Восстановить” контекстного меню.

Апроксимація передбачає наступні операції:

-Апроксимація ефективності реєстрації по всьому діапазоні.

-Апроксимація по декількох енергетичних діапазонах.

-Апроксимація для ефективності, розрахованої відносним методом.

-Збереження результатів розрахунку.

-Перегляд параметрів "кривої" ефективності.

Рис.5 - Експериментальні значення

42