文档介绍：EASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY
核数据处理设计报告
题目SNIP算法扣除谱数据本底
学生姓名：xxx
班级：0902xx学号：0902。而且一由于射线与物质发生相互作用，使得射线仪器谱趋于复杂，在能谱中形成全能峰、康普顿坪、单逃逸峰、双逃逸峰、反散射峰等。由于特征射线能量与放射性物质间存在对应关系，以及其强度与放射性物质的组分/含量间存在正比关系，可以对待测样品进行定性、定量分析。
在定量分析中，谱仪经过能量刻度、效率刻度、峰型/半高宽刻度后，所关心的只有待测样品谱中分析核素全能峰净面积。计算全能峰的净面积，前提是先求出峰区内基底（高能射线康普顿效应引起的连续分布、射线在探测器灵敏体积内的小角度散射）。现行的基底扣除方法有:拟合峰区内基底扣除、峰区内基底函数加峰型函数拟合。这两种方法必须建立在峰区已确定的前提下，现行的峰位及峰区确定方法很多，其中以对称零面积找峰法最优。
确定峰区后，基底扣除的方式主要有:光滑谱数据梯形法、指数函数拟合法、多项式最小二乘法拟合等。这两种方法在上述基底扣除中不存在明显的缺陷，倘若在峰区出现散射峰、本底峰（实验室环境中天然放射源和其他污染物所产生的。射线全能峰或屏蔽物所产生的特征X在射线叠加全能峰上时，就会使得计算结果产生较大误差。而且在边界道的统计涨落比较大时，对峰区的确定影响很大，从而导致对净面积计算结果影响很大。本实验主要介绍一种全谱基底扣除方法--SNIP方法，此方法有效驱动的峰区、扣除基底计数、消弱散射峰、本底峰及特征X射线对全能峰净面积计算的影响。
y能谱本底的来源及其特征
Y能谱的全谱本底主要来自三个方面（庞巨丰，1990）：
康普顿效应引起的续谱分布。对单能能谱，康普顿分布在低能区是随道址缓慢变化的
平滑谱。对于具有多种能量y峰的复杂能谱，所有的峰的康普顿分布均叠加在一起。因此,
本底的总特征将是一个随能量而平滑下降的函数
y射线在探测器灵敏体积内小角度散射。此过程使y光子仅损失很小的能量，因而，所测得的全能峰将出现低能拖尾现象。
天然本底主要来自仪器的电子学噪声、宇宙射线、大气中氡子体及探头材料中的放射性核素产生的辐射。
谱数据的平滑处理
由于射线和探测器中固有的统计涨落、电子学系统的噪声的影响，谱数据有很大的统计涨落。在每道计数较少时，相对统计涨落更大。谱数据的涨落将会使谱数据处理产生误差。其主要表现为在寻峰过程中丢失弱峰或出现假峰、峰净面积计算的误差加大等等。谱数据的平滑就是以一定的数学方法对谱数据进行处理，减少谱数据中的统计涨落，但平滑之后的谱曲线应尽可能地保留平滑前谱曲线中有意义的特征，峰的形状和峰的净面积不应产生很大的变化。
对谱数据进行平滑处理通常使用数字滤波器。由信号分析理论的观点出发，我们可以把原始谱数据看成是噪声（即谱数据中的统计涨落）和信号（即峰函数和本底函数）的叠加。经过数字滤波器的处理可以提高信号噪声比。如图5-1-1所示，令第x道的原始谱数据为y（x）,经过数字滤波之后的谱数据为
y（x）=严g（九）y（x—九）dl
g（3-2-1）
其中，g（九）为数字滤波器的单位冲击响应函数，并有
j+gg（九）dX=1
g（3-2-2）
Y（x）」-Y（x）,
y（九）•
由于谱数据是离散量，公式（3-2-1）、（3-2-2）的离散量表达形式为
+K
(3-2-3)
2Sjym+jj=—K
+K1
Zg•=1
j(3-2-4)
j=-K
只要选择恰当的数字滤波器响应函数,就能够使平滑后的谱既保留了原始谱中的峰和本底的形状和大小，又得到最佳的信号噪声比。由频域的观点分析，谱中的统计涨落，即噪声的频谱分布在一8—+^整个频率范围内，而峰函数和本底函数的频谱主要集中在低频范围。因此，使用一个低通滤波器进行滤波，可以使峰和本底信息都通过滤波器到达输出器,而噪声中的高频成分被滤波器抑制，从而提高了平滑后谱中的信号噪声比，减小了谱数据的统计涨落。
采用高斯函数的平滑方法
如果把谱数据中的统计涨落看成是“白噪声”，当使用匹配滤波器进行滤波时，可以得到最佳的信号噪声比。所谓匹配滤波器，就是该滤波器在道域中冲击响应函数与峰函数互为镜象。一般情况下，谱中的峰函数可以近似为高斯函数。由于高斯函数是偶函数，所以匹配滤波器在道域中的响应函数也应该是高斯函数。
简单比较法寻峰
简单比较法是一种最直观又快速的寻峰方法。其基本思想是：在谱数据中，若某一道的数据比其他相邻的几道大很多，则可认为该道存在一个峰。连续检索光滑后的谱数据，如果在第m道同时满足下列关系式
y<y—k产>y
m-immm+i
则第m道附近有一个峰。式中，