基于无人机的伽马射线和中子探测系统开发与飞行试验：用于大面积放射性成图和源活度估计
仪器与探测器
2025-10-29 v1
摘要
晶体管和硅光子多极体（SiPM）技术的进展，使得开发适用于集成到无人机（UAV）上的紧凑型、轻便且低功耗辐射探测器成为可能。这种集成实现了高效且经济的大范围辐射监测，同时最小化了职业暴露。本文开发、表征并安装了一个基于 SiPM 的 NaIl 荧光探测有效载荷，用于伽马射线和中子源定位和活度估计应用。为支持这些功能，开发了分析的放射性同位素检测效率模型，用于从空中能谱测量估计地面放射性。检测效率的解析表达式包含分支比、探测器固体角、空气衰减和固有峰效率等物理现象，使得实验得到的放射性同位素检测效率与之吻合within 10%。通过在 1.5 米、3 米和 4.5 米飞行高度进行受控室内活跃放射性源演示，对无人机基辐射探测系统进行了物理验证。使用开发的地面水平放射性估计方法，成功定位了 Cs-137 和 Co-60 源，其活度估计误差在 10% 以下。
引用
@article{arxiv.2510.24245,
title = {Development and Flight Trial of a UAV-based Gamma Ray and Neutron Detection System for Large-Area Radioactivity Mapping and Source Activity Estimation},
author = {Lysander Miller and Airlie Chapman and James Kennedy and Richard Hebden and Jeremy M. C. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24245},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 9 figures