便携式伽马谱仪中的核素算法研究(3)
特殊核材料、脏弹、核武器和某些放射源、放射性污染等的鉴别可采取γ辐射能谱测量与分析方法来实现。根据对SNM的探查发现、定位与鉴别的程序与要求，通常需要三类仪器与系统：
固定式（门式、汽车、火车辐射检查系统）：具有高灵敏的辐射与中子探测(报警)能力，可对通过(或静止)的人员、车辆(含火车)、货物(含集装箱)、行李进行自动、快速的核素探测发现；
便携式仪器：具有较高的辐射与中子探测灵敏度以及较高分辨率的谱核素分析、鉴别能力；
高分辨率谱仪：具有高分辨率的谱分析能力，可对放射性核素进行鉴别及定量分析。
“便携式谱仪”的任务是为危机管理提供核材料探查、报警和鉴别手段，为后果管理提供放射性污染核素组成的测量与分析手段。便携式仪器定位在整个放射性物质检查的第二个环节，是上述三类仪器中唯一一种同时具备探测、定位和鉴别功能的仪器。因此可在交通关口、重大活动场所等检查、截获放射性材料，并在事发现场确定放射性核素的性质，以利于指挥、防护与洗消决策，因此对核与辐射恐怖活动的防范与响应具有重要意义。同时在地质填图、油气勘察、矿产分析、建材检测、环境监测、辐射防护、实验室教学等民用领域也具有广泛应用前景。
IAEA-2006标准规定便携式核素识别仪（RID）应能够在30keV~3MeV的能谱范围识别大多数常见的单个核素及其所属类别，这些类别包括特殊核材料、医用核素、工业用核素和天然核素。要求识别的核素如下：
特殊核材料：233U，235U，238U(从贫化铀到高浓度铀)，237Np，Pu(从反应堆级到武器级)；
医用核素：18F(用于PET)，67Ga，99mTc，111In，123I，125I，131I，133Xe，201Tl，51Cr，103Pd；
工业用核素：57Co，75Se，60Co，133Ba，137Cs，192Ir，241Am，152Eu；
天然核素：40K，226Ra，232Th(及其衰变产物)，238U(及其衰变产物)。
但是其中的主要难点在于：所要求测量核素种类较多，混合核素能谱复杂；能量范围大；测量条件复杂；测量时间短，计数低。
目前国外已经有多种便携式RID产品，而根据非法贩运辐射评估计划（ITRAP）工作组2000年组织的测试，以及美国国家标准与技术学会（NIST）对2004年至2006年市场上的便携式设备的检测，目前国际上没有一台合适的便携式放射性同位素识别仪器能够满足IAEA以及ANSI给出的最低性能要求。到目前为止，我国这类装备仍然属于空白。因此，研制开发国产的便携式RID对于满足市场需求、打破国外技术垄断、发展核探测与测量技术有重要意义。
1.2. γ射线探测器
核素识别仪基本构成是探头系统加后续处理电路。其测量原理是以γ射线与物质的相互作用（电离作用、荧光现象、感光作用）为基础，将辐射能转化为其他可测量的物理能。常用的测量方法是多道脉冲幅度分析技术，即：粒子入射到探测器内产生电流脉冲信号，经过收集、成形电路处理后输出幅度与能量成线性关系的电压脉冲信号，再对脉冲幅度按能量进行分类得到输入粒子的能谱信息。
自从1948年诞生以来的半个多世纪内，NaI(Tl)闪烁探测器一直是γ射线和X射线能谱探测中应用最广的探测器，其662keV处的能量分辨率为8%左右，且能量线性较差、温度漂移显著，但其能量探测范围广、光输出额高，因此可用于一般单个核素的识别。加上易加工、价格低廉的优势，NaI(Tl)探测器仍然是便携式RID仪器的重要选择。