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

Фиксированная ПШПВ

Если помечен выключатель «Фиксированная ПШПВ», то ПШПВ пиков области будет поддерживаться равной калибровочным значениям. В противном случае допускается свободная вариация в процессе подгонки. Обратите внимание, что этот параметр относится только к синглетам, если помечен выключатель «Подгонять синглеты», либо к анализу мультиплетов.

Рисунок 7. Поиск пиков по зонам интересов

Выводить отчет

Если помечен  этот выключатель, то после успешного  завершения этой фазы анализа в окне отчетов по заранее определенной форме будет выведен отчет. Структура отчета определяется в файле .АЕF как имя шаблона отчета и имя раздела, связанного с этой фазой. По умолчанию используется шаблон отчетов ANALYSIS.TPL, входящий в Genie 2000. Используется раздел шаблона NDPeaks. Формат отчета аналогичен формируемому функцией поиска пиков на платформе VMS.

1.4.3 Поиск пиков по зонам интереса

Метод поиска пиков по зонам интереса, использующий параметры рис.7, вычисляет центроиду пика для каждой зоны интереса, определенной в области поиска.

Использовать окно МКА

Положение переключателя «Использовать окно МКА» служит для выполнения поиска пиков с использованием зон, отображенных в окне спектра.

Использовать файл зон

Использовать файл зон выбирается для использования при поиске пиков файла зон. Имя файла вводится в текстовое поле «Использовать файл зон» или используется функция «Выбрать».

Добавление к существующим результатам и допуск

Если помечен  переключатель «Добавлять к существующим результатам», то каждый найденный пик будет сравниваться с пиками, уже имеющимися в списке результатов поиска. Пики, расстояние до которых от присутствующих в списке не превышает значения, заданного в поле «Допуск» (указанного либо в фиксированной энергии, либо в меняющейся ПШПВ), считаются уже имеющимися в списке и отбрасываются. Если же расстояние от найденного пика до существующего превышает заданный допуск, то пик считается обособленным и заносится в таблицу имеющихся результатов поиска Если выключатель «Добавлять к существующим результатам» не помечен, то существующая таблица результатов поиска заменяется новой.

Выводить отчет

Функция идентичная команде, описанной в пункте 1.4.1 данных методических указаний.

1.4.4 По библиотеке (Gamma-M)

Окно настройки библиотечного  алгоритма поиска пиков Gamma-M изображено на рис.8. В анализ включаются библиотечные энергии из заданного диапазона. Для определения попадания библиотечного пика в область поиска используется текущая энергетическая калибровка.

Рисунок 8. Библиотечный поиск пиков(Gamma-M)

Библиотека

Имя библиотеки для текущего источника данных будет отображено в текстовом окне «Библиотека». Для выбора другой библиотеки используется кнопка «Выбрать», затем выбирается нужный файл из списка.

 

Включать поиск неизвестных

Пики, найденные алгоритмом поиска неизвестных пиков и отстоящие от библиотечных пиков на расстояние, превышающее допуск по энергии, рассматриваются как отдельные пики. Пики, расстояние до которых от присутствующих в библиотеке не превышает допуска по энергии, считаются уже опознанными библиотечными пиками. За библиотечным поиском будет выполнен поиск неизвестных пиков, управляемый областью поиска. Значение «Допуск по энергии», доступное только в случае, когда помечен выключатель «Включать поиск неизвестных», определяет допуск по энергии в виде множителя при ширине на полувысоте (ПШПВ). С помощью этого коэффициента определяют, является ли пик, найденный во время поиска неопознанных пиков, одним из уже определенных во время библиотечного поиска пиков.

Коррекция на сдвиг

Коррекция коэффициента усиления является средством, позволяющим перемещать пики таким образом, чтобы их центроиды заняли правильное положение. Обычно эта функция используется, так как пики сцинтилляционного спектра имеют тенденцию смещаться от начального, полученного при калибровке, положения вследствие температурного дрейфа.

Выводить отчет

Функция идентичная команде, описанной в пункте 1.4.1 данных методических указаний.

1.4.5 По библиотеке (Простой)

Окно настройки простого библиотечного алгоритма поиска пиков изображено на рис.9. В анализ включаются библиотечные энергии из заданной области. Для определения попадания библиотечного пика в область поиска используется текущая энергетическая калибровка.

 

Рисунок 9. Простой библиотечный поиск

 

Библиотека

Имя библиотеки для текущего источника данных будет отображено в текстовом окне «Библиотека». Для выбора другой библиотеки используется кнопка «Выбрать», затем выбирается из списка нужный файл.

Добавление к существующим результатам и допуск

Если помечен выключатель «Добавлять к существующим результатам», то каждый найденный пик будет сравниваться с пиками, уже имеющимися в списке результатов поиска. Если же расстояние от найденного пика до существующего превышает заданный допуск, то пик считается обособленным и заносится в таблицу имеющихся результатов поиска. Пики, расстояние до которых от присутствующих в списке не превышает значения, заданного в поле «Допуск», считаются уже имеющимися в списке и отбрасываются, если выключатель «Добавлять к существующим результатам» не помечен, то существующая таблица результатов поиска заменяется новой.

Создавать зоны автоматически

Если выбрана  эта функция, то при поиске пиков  будут автоматически создаваться зоны интересов. Значения ПШПВ для расчёта границ зон интересов считываются из калибровки по энергии/форме. Пользователь может задать ширину зон в единицах ПШПВ. Дополнительно пользователь может пометить флаг «Помечать соседние пики». В этом случае зоны интересов, которые интерферируют с соседними пиками, помечаются.

Выводить отчет

Функция идентичная команде, описанной в пункте 1.4.1 данных методических указаний.

После завершения поиска пиков одним из вышеперечисленных  методов, для дальнейшего анализа  необходимо провести расчет площади  полученных пиков.

1.5 Фаза «Площадь пиков»

Фаза определения площади  пика содержит алгоритмы, обеспечивающие вычисление чистой площади всех пиков, найденных на этапе поиска пиков (независимо от примененного алгоритма поиска).

1.5.1 Метод суммирования и подгонки нелинейным МНК

При выборе «Суммирование/Подгонка» отображается окно настройки рис.10.

Рисунок 10. Настройка алгоритма «Суммирование/подгонка нелинейным МНК»

 

Алгоритм определения  площади через подгонку по нелинейному  методу наименьших квадратов определяет площади мультиплетов.

Площади одиночных пиков  обычно определяются при помощи метода суммирования, однако вместо него может выбираться метод подгонки пиков.

Метод автоматически устанавливает зону интереса вокруг каждого найденного пика. Пики, стоящие достаточно близко, автоматически группируются в мультиплетные зоны интереса и обрабатываются как муль-типлеты.

Если в таблице результатов  поиска пиков уже содержатся зоны интересов, например, после пользовательского  поиска пиков, то эти зоны используются без изменений. При этом анализ мультиплетов не производится. Если же результаты поиска пиков их не содержат (то есть имеются только центроиды пиков), то их границы вычисляются автоматически.

Диапазон

Область расчета  параметров пиков может ограничиваться путем определения ее начального и конечного каналов.

Подложка

При положении переключателя «Каналы» количество каналов, добавляемых слева и справа к границам каждого пика в спектре, и используемых для расчёта подложки, является постоянной величиной, указанной в текстовом поле. Для некоторых спектров, например полученных при помощи NaI детектора, обычно лучше выбирать режим «ПШПВ», при этом количество добавляемых каналов становится функцией ПШПВ каждого пика. Если имеются два близко расположенных пика, то уменьшение числа каналов подложки может улучшить результаты. Имеющиеся пики со слабой статистикой, при отсутствии поблизости других пиков, при увеличение числа каналов будут иметь более точную подложку, что увеличивает вероятность того, что близлежащие пики будут рассмотрены как мультиплеты, а не как одиночные пики.

Форма подложки

Континуум под пиками может быть представлен одним из двух способов: линейной функцией и ступенчатой функцией. Линейная функция моделирует подложку под пиком трапецией и является достаточно хорошим приближением в случае, когда подложка является относительно плоской. Ступенчатую функцию следует выбирать тогда, когда в спектре есть области, где слева от пика континуум существенно выше, чем справа. Если континуум плоский, то функция вырождается в ровную линию. Отсутствие подложки обычно неприменимо при работе с гамма-спектрами; как правило, этот режим применяется в альфа-спектрометрии.

95% тест критического уровня

Если разрешен 95%-ный  тест критического уровня, то чистая площадь  одиночного пика (или мультиплетная  оболочка для мультиплета) должна превышать 95% критического уровня.

Пики, не прошедшие этой проверки, удаляются из таблицы результатов. Если проверка критического уровня отключена, то учитываются все площади пиков, независимо от их величины, даже отрицательные.

Фиксированные параметры

При включении режимов «Использовать фиксированную ПШПВ» или «Использовать фиксированный хвост» выбранный параметр будет использоваться для всех пиков мультиплета вместо того, чтобы допускать изменение значения для лучшей подгонки. Если один или оба эти режима не включены, то соответствующий параметр будет изменяться.

Подгонять синглеты

Обычно процедура определения  площади пиков подгоняет только пики мультиплетов. Однако, если пометить выключатель «Подгонять синглеты», то одиночные пики тоже будут подогнаны, а не вычислены методом суммирования.

Показать зоны

Если выключатель «Показать зоны» помечен, то построенные в результате анализа зоны интереса будут скопированы в окно МКА.

Приняты следующие  соглашения о цветах зон:

• Цвет 1: Одиночные пики
• Цвет 2: Мультиплеты
• Цвет 3: Не используется
• Цвет 4: Не используется

Отбросить нулевые площади пиков

Если помечен  выключатель «Отбросить нулевые площади пиков», то любые пики с отрицательной или нулевой площадью будут исключены из таблицы результатов.

Поиск остатков

Если помечен выключатель «Проводить поиск», алгоритм проверяет зоны интереса текущего источника данных на скрытые компоненты, которые не были найдены алгоритмом поиска пиков. Новый пик будет добавлен в точке максимальной разности остатков, если она превышает заданный в соответствующем поле статистический порог и отстоит от ближайшего имеющегося пика на величину, большую указанной в поле «Минимальное разделение». После добавления компоненты границы зоны интересов переопределяются, и процесс будет повторяться до тех пор, пока выполняются критерии добавления пиков. В большинстве ситуаций разностный поиск остатков хорошо работает в режимах «Использовать фиксированную ПШПВ», «Использовать фиксированный хвост» и «Подгонять синглеты»

Определение границ зоны

При определении, является ли пик мультиплетом, алгоритм суммирования/ подгонки нелинейным МНК использует следующие три параметра. Пики, которые  находятся на расстоянии, не превышающем параметр «Максимальное число ПШПВ между пиками» рассматриваются как часть мультиплета и включаются в зону.

Вычисление левой и  правой границ зоны определяется параметрами «Максимальное число ПШПВ слева (справа)» Границы зон интересов не могут быть установлены левее/правее, чем рассчитанные по этому соотношению даже в том случае, когда точки спектра ещё не принадлежат континууму.

Выводить отчет

Функция идентичная команде, описанной в пункте 1.4.1 данных методических указаний.

1.5.2 По библиотеке (Gamma-M)

Алгоритм  расчета площади Gamma-M включает шаги определения фонового континуума с использованием технологии размывания, а также вычисления площадей пиков и их погрешностей. Параметры алгоритма расчета площади Gamma-M задаются через диалог рис.11.

 

Рисунок 11. Настройка библиотечного (Gamma-M) определения площади пика

Диапазон

В анализе  будут учтены энергии, находящиеся  внутри области поиска пиков или на ее границах. Для определения принадлежности пика заданной области будет использоваться текущая таблица расположения пиков.

Коррекция сдвига

Коррекция коэффициента усиления является средством, позволяющим перемещать пики таким образом, чтобы их центроиды заняли правильное положение. Обычно эта функция включена, так как пики сцинтилляционного спектра имеют тенденцию смещаться от начального, полученного при калибровке, положения вследствие температурного дрейфа.

Показывать зоны

Если выключатель «Показывать зоны» помечен, то построенные в результате анализа зоны интереса будут скопированы в окно МКА.

Приняты следующие соглашения о цветах зон:

• Цвет 1: Неинтерферирующие библиотечные пики
• Цвет 2: Неинтерферирующие неизвестные пики
• Цвет 3: Интерферирующие библиотечные пики
• Цвет 4: Интерферирующие неизвестные пики

1.6 Фаза «Коррекция площади»

Фаза коррекции площади  содержит алгоритмы, позволяющие скорректировать чистую площадь пика перед дальнейшими вычислениями.

1.6.1 Стандартное вычитание фона