航空伽玛谱仪巡测动态校准及寻源技术指标量化研究

Airborne radiation surveying is being paid more and more attention in the nuclear and radiation environment monitoring due to its unique advantages. However there are so far still not relevant technical standards and norms .The technical standards and norms of domestic standards and IAEA technical documents aimed mainly to detect natural radioactive nuclides for uranium exploration and geological mapping. In this paper an new method of dynamic calibration for modern airborne gamma ray spectrometry is put forward . the Gama-ray absorbed dose rate in air and concentration of artificial radioactive nuclide can be monitored more accurately. At mean time the research on searching radioactive source using airborne gamma ray spectrometry mentioned is carried out. In order to determine the reasonable quantity being measured and quantify source-searching index Gamma ray spectrometer surveys upon some artificial radioactive nuclide have to be made.

在核与辐射环境监测领域，航空辐射巡测技术越来越受到世界各国的青睐，但目前国内外还没有通行的巡测技术标准和规范方法。现行国内标准和IAEA技术报告中的技术标准和规范多数是为早期国土资源物探和地质填图航空辐射测量服务的，其测量对象为天然放射性核素，已明显不能满足环境辐射常规和事故应急监测的需求。本项目旨在针对新的应用环境，依托国内现有航空伽玛巡测系统开展核与辐射环境航空技术方法研究，根据航空伽玛能谱仪工作原理和实际应用需求，提出环境伽玛辐射测量动态校准新方法, 更为准确的推导地面一定高度处伽玛空气吸收剂量率和地面人工核素活度浓度，同时开展航测谱仪寻找放射源技术方法研究，为提高探测微量异常辐射信息精度，推荐给出寻源测量的量并对寻源功能相关的技术指标进行量化分析。

航空巡测是当前核与辐射环境监测中较为优越的高效手段，可实现环境中空间三维立体性监测和监控。其有监测速度快，范围广，不受地理条件影响等显著优点，可在环境辐射水平调查和核与辐射事故应急监测中发挥重要作用。目前我国对核电站、核设施、核技术利用单位以及公共辐射环境等开展航空巡测还处于初始阶段，其行业内可参考航空辐射监测技术规范和方法尚不成熟且体系不健全，有待进一步引进国外先进技术和经验，并开展相关研究。.本项目针对人工放射性水平测量和核素分析，依托国内现有航空伽玛巡测系统开发环境伽玛辐射测量动态校准新方法, 开展航测谱仪寻找放射源技术方法研究，为提高探测微量异常辐射信息精度，推荐给出寻源测量的量并对寻源功能相关的技术指标进行量化分析。本项目建立了碘化钠大晶体组成的航测系统计算模型、系列航空校准模型和大尺度动态校准辐射场等航测谱仪系统校准所需要校准模型和辐射场体系；在分析已有动态飞行数据和开展系列化无人机航测谱仪系统航测试验的基础上，开展了模拟计算和实验验证，对地面无限面源和人工放射性点源动态校准，确保校准条件与实战测量基本一致，得到了一套应用于天然核素和人工放射性核素（Co-60和Cs-137）测量的动态校准参数；首次提出对航空谱仪开展光谱二维（射线能量和高度）响应函数动态校准方法；给出了优化的寻源模式优化方法一套，并明确巡测中建议测量的量。本项目的科学意义为补充完善了航空伽玛谱仪系统在环境辐射监测和核与辐射事故监测应用中的现有方法，与此同时，当前在核与辐射应急监测和环境辐射监测领域，无人机航测业务有较大的发展需求，国家民军行业均有发展规划，全国浙江、上海、江苏、四川、广东等省均初步建立无人机航空辐射应急监测系统，迫切需要开发无人机航空辐射监测技术，该项目成果为此提供了航空辐射监测方案和寻源的技术方法以及校准工作的基础数据，其后期的应用前景可期，可为该领域发展提供良好的借鉴。