本发明涉及核检测技术、核材料安全管制领域，具体涉及一种特殊核材料的伽马能谱分析方法，尤其是一种利用非线性响应矩阵反演方法，针对不同复杂环境下探测器探测出的的不同复杂伽马能谱进行反演分析，提高了探测器的分辨率实现对伽马能谱分析，具体涉及一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法。
背景技术：
1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
2、核材料安全管制的目的是将核材料的准确识别和能量计算，实现核材料管理和安全措施，预防盗窃、丢失和非法使用，从而减少潜在的风险和后果。目前对核材料监测主要使用nai闪烁体探测器，根据探测核材料衰变产生的特征γ射线来实现核材料的监测。
3、nai(tl)闪烁体由于工艺成熟易加工、低功率和价格便宜等优势被广泛使用。然而，nai(ti)探测器受限于其硬件特性，导致其能量分辨率较低，难以直接从测得的伽马能谱数据中直接获得原始的核素信息，需要结合能谱处理方法来提高其分析γ能谱的能力。核材料的特征全能峰较弱、能量相近等特点，因为受到探测器能量分辨率低的影响，生成的伽马能谱会出现在能量相近的特征全能峰产生重叠、弱峰被康普顿坪淹没等，即使再结合传统的核素识别方法也给核材料的伽马能谱分析带来极大挑战。
4、同时伽马探测器在实际应用中其所面对的几何条件和介质条件十分复杂，不同环境下产生的伽马能谱的本底信息不同。又因为反演算法对系统响应的准确性要求较高，然而在复杂实际测量条件下基于全谱的响应矩阵难以获取且存在误差的问题，从而给伽马能谱的分析带来困难。因此，需要提出一种不受限测量环境的低误差响应矩阵，结合高效的反演算法提高基于nai探测器生成的伽马能谱的能量分辨率率，并且有效的识别出重叠峰和弱峰的能量信息。
5、总结：nai闪烁体探测器监测核材料，但其能量分辨率较低，难以直接获取核素信息，需要结合能谱处理方法提高分析能力。由于能量分辨率低，伽马能谱出现重叠峰、低能段弱峰多等问题，传统核素识别方法难以应对挑战；几何条件和介质条件复杂，需要系统响应准确性要求高，获取准确的响应矩阵困难，不能满足对核材料伽马能谱准确分析的需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提供了一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，解决了如下问题：
2、1、解决了在特定的核材料日常监测场景下(日常检测场景是指对核材料以不同容器储存中的监测场景)探测核材料安全管理的问题。
3、2、解决了传统的能谱分析算法在处理使用nai探测器采集的γ能谱时，对特征峰的识别准确率较低问题。本发明通过对核材料的伽马能谱反演重建来还原能谱伽马射线的线状谱，可以大大提高nai探测器对核材料检测能谱的分辨率，突破nai(tl探测器的硬件性质限制，有助于对核材料伽马能谱的准确分析。
4、3、解决了在通过nai探测器探测核材料生成的γ能谱中，受限于现有能谱分析方法进行解析时，会出现重叠峰、弱峰等难以识别的问题。本文发明将核材料的特征峰作为分析对象，反演过程中只对核材料特征峰作出反应，从而得到核材料特征峰的准确信息，这对解析重叠峰和弱峰有重大意义。
5、本发明的技术方案如下：
6、一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，包括：
7、步骤s1：利用nai探测器对标准伽马源进行测量，对nai探测器建立能量刻度公式及能量分辨率公式；
8、步骤s2：根据能量刻度公式及能量分辨率公式建立核素的响应矩阵；
9、步骤s3：采用nai探测器测量核材料的伽马能谱；
10、步骤s4：对采集到的伽马能谱进行本底扣除；
11、步骤s5：在步骤s4所得的放射性核素的伽马能谱、步骤s2所得的核素的响应矩阵、原始辐射能谱目标函数之间建立差函数方程组，对原始辐射能谱目标函数进行求解，获得重建能谱；
12、步骤s6：对重建能谱进行分析即可实现测试环境中的放射性核素种类和含量的分析。
13、进一步地，所述步骤s1，包括：
14、在nai探测器使用前，在实验室使用多个标准点源对nai探测器进行标定，根据实验数据建立nai探测器的能量刻度公式和能量分辨率公式。
15、进一步地，所述多个标准点源，包括：137cs、60co、140k。
16、进一步地，所述能量刻度公式如下：
17、e＝a·ch+b
18、其中，e表示能量；ch表示计数通道；a和b表示能量刻度拟合系数。
19、进一步地，所述能量分辨率公式如下：
20、
21、其中，fwhm表示半高宽；c、d、e和f都是能量分辨率公式的拟合系数。
22、进一步地，所述步骤s2，包括：
23、利用步骤s1得到的能量刻度公式和能量分辨率公式，进行mcnp仿真，再结合自适应半高宽snip法扣除本底，建立组合得到核素的响应矩阵。
24、进一步地，所述步骤s5中对原始辐射能谱目标函数进行求解的具体步骤如下：
25、步骤s51：设定x的初始值x(0)＝[1,1,1....,1]t，和迭代终止条件；
26、步骤s52：进入内迭代中，并进行内迭代终止判定；
27、步骤s53：对第k次内迭代进行系数增强p，在进行内迭代并对外迭代进行判定；
28、步骤s54：迭代结束，输出重建能谱。
29、进一步地，所述内迭代终止判定的条件为：满足||xk+1-xk||2<ε和k>kmax。
30、进一步地，所述步骤s52中第k次迭代公式为：
31、
32、进一步地，所述步骤s53，包括：
33、x(0)＝|x(k)|p。
34、与现有的技术相比本发明的有益效果是：
35、1、本发明提出的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，利用基于响应矩阵的反演算法提高了伽马能谱的分辨率，在对于具有低计数率、重叠峰多的核材料伽马能谱进行解析时，产生良好的效果。
36、2、本发明提出一种基于核素响应矩阵，通过对核材料核素响应得到的响应矩阵，减小了康普顿坪、噪声等对特征峰的干扰。
37、3、本发明提出一种反演算法适用核材料的伽马能谱方法，适用解析核材料伽马能谱中低能量段的弱峰和重叠峰。
1.一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述步骤s1，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述多个标准点源，包括：137cs、60co、140k。
4.根据权利要求1所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述能量刻度公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述能量分辨率公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述步骤s2，包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述步骤s5中对原始辐射能谱目标函数进行求解的具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述内迭代终止判定的条件为：满足||xk+1-xk||2<ε和k>kmax。
9.根据权利要求7所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述步骤s52中第k次迭代公式为：
10.根据权利要求7所述的一种基于nai探测器的核材料伽马能谱分析方法，其特征在于，所述步骤s53，包括：
