Модуль Praga3 radiometrics

Модуль Praga3 (The Pico-Radiation-Air-to-Ground-Algorithm) radiometrics предназначен для обработки и визуализации воздушной и наземной спектрометрии. Дополнение имеет многофункциональный графически ориентированный интерфейс для работы со всем спектром гамма-излучения. Расширение отлично подходит для обработки данных геологического картирования и исследования почв, а также для экологических исследований где важно наблюдение за техногенным излучением, за счет использования взвешенного алгоритма подбора по методу наименьших квадратов для определения вклада отдельных радионуклидов в весь спектр. Для расчета модели отклика детектора используется алгоритм Монте-Карло.

• Графическое отображение спектра с инструментами для выделения пиков
• Оконная (ROI) обработка данных по стандартам МАГАТЭ
• Расширенный функционал обработки полного спектра с использованием подбора по методу наименьших квадратов
• Анализ главных компонент (NASVD или MNF)* и спектральный анализ
• Усовершенствованные методы удаления радона, включая методы спектрального отношение и полного спектра

Визуализация всех операций позволяет вести полный контроль за тем, что происходит с данными при различных манипуляциях с ними. В окне просмотра пользователь может просматривать как отдельные спектры, так и ряды спектров. Доступны функции сложения спектров для уменьшения шума.

Инструменты выделения пиков включают в себя удаление Комптоновского континуума, поиск отдельных пиков и диаграмму рассеяния. Для оценки качества аппроксимации входных спектров по моделям или по главным компонентам могут быть отображены остаточные спектры.

Обработка данных в окне включает в себя такие функции как удаление фона, разделение спектра, коррекция времени, коррекция высоты и чувствительности. Для введения всех поправок пользователю необходимо ввести поправочные коэффициенты используя специальное окно программы. Данная методология обработки полностью соответствует стандартам МАГАТЭ.

Данный набор инструментов был специально разработан для извлечения из данных спектрометрии информации о техногенном излучении. Для этого используются алгоритмы взвешенного подбора по методу наименьших квадратов. Для моделирования отклика детектора используется алгоритм Монте-Карло.

Моделирование позволяет учесть вклад вторичного излучения и выделить пики с учетом характеристик прибора. С учетом этой информации доступна обработка спектра от 0,2 до 3,0 МэВ. Дополнительно может быть настроен учет космического излучения, влияния летательного аппарата и излучения радона.

Набор инструментов для анализа главных компонент исследуемого спектра, включенного в фактический набор данных. Спектр преобразуется в ограниченный набор компонентов спектра (собственных векторов), которые упорядочиваются по дисперсии (NASVD) или по соотношению сигнал/шум (MNF). NASVD предполагает, что шум распределен по Пуассону, в то время как MNF рассчитывает модель шума непосредственно из данных. Компоненты более высокого порядка могут быть объяснены как смешанные нуклидные отклики, собранные на средней высоте съемки. За ними следуют компоненты, учитывающие изменения высоты. Остальные компоненты содержат статистический и инструментальный шум.

Главные компоненты могут быть использованы для обработки данных гамма-излучения. Этот подход очень похож на метод подбора спектра. Однако вместо модельных откликов для замены входного спектра используется подмножество компонентов спектра, полученных непосредственно из данных.

Используя Praga3 Radiometrics, можно отобразить график собственных значений. Пользователи могут просматривать отдельные компоненты (собственные векторы), чтобы изучить их форму. Также можно отобразить ковариационные матрицы. Спектры могут быть интерактивно составлены из выбранного числа компонентов и сравнены с входными спектрами, или же могут быть отображены остаточные спектры. После вычисления собственных векторов нет необходимости вычислять их снова, для последующей повторной обработки данных с другим подмножеством компонент.

Удаление радона может быть выполнено с использованием усовершенствованного метода "спектрального отношения" или метода полного спектра. Метод "спектрального отношения" сравнивает скорости счета пиков урана низкой и высокой энергии в заданном окне. Метод полного спектра использует разницу в интенсивности излучения радона и источников иранового излучения на земле. Метод "спектрального соотношения" на основе окна имеет возможность использовать низкоэнергетический фотопик 214Pb (0,352 МэВ) вместо обычно используемого фотопика 214Bi (0,609 МэВ). Этот подход полезен в районах со значительными концентрациями 137Cs (Северное полушарие) или для данных с высоким отношением Th/U.

Фактическая обработка выполняется с использованием специального режима, в котором отображение спектра отключено для ускорения выполнения задач. Все задачи, необходимые для обработки могут быть выполнены в течение одного цикла. При отображении результатов пользователь может выбрать относительные (скорость счета в окне) или абсолютные (активность, экспозиция и мощность дозы) единиц. Так же доступен ввод пользовательских поправок. Результаты представляются формате ASCII.

*MNF – Maximum Noise Fraction method, NASVD – Noise Adjusted Singular Value Decomposition method