基于神经网络的多同位素 TDCR β 谱分析
机器学习
2025-09-04 v1 人工智能
核实验
计算物理
仪器与探测器
摘要
液体致发射三重-双重同位素比(TDCR)谱分析因其高精度、自校准能力及独立于放射性参考源的优势,广泛应用于同位素定量分析。然而,TDCR 的多同位素分析面临自动化程度有限及依赖混合物专用标准的问题,这些标准在实际应用中可能难以获取。本文提出了一种人工智能(AI)框架,结合数值光谱仿真与深度学习实现无标准自动化分析。通过 Geant4 模拟耦合统计建模的探测器响应抽样生成用于模型训练的 β 谱数据,构建针对 various nuclei 混合比例和淬灭情景的定制神经网络架构,实现对单个同位素活跃度和探测效率的自主解析。该模型在各项任务上均达到一致高精度:活跃度比例(平均绝对误差=0.009)、探测效率(平均绝对误差=0.002)及光谱重构(结构相似性指数=0.9998),验证了其对淬灭 β 谱分析的物理合理性。该 AI 驱动方法在无参考材料或快速现场分析需求场景下,展现出显著的自动化安全合规的多同位素分析潜力,具备良好的泛化能力、实时处理能力及工程可行性。
引用
@article{arxiv.2509.03137,
title = {A Neural Network Approach to Multi-radionuclide TDCR Beta Spectroscopy},
author = {Li Yi and Qian Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03137},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 3 figures