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论脉冲幅度谱中信号峰的分析

数据分析、统计与概率 2021-03-03 v1 核实验

摘要

估计脉冲幅度谱中一个峰的信号位置与强度,对 X 射线与 γ\gamma 射线能谱学、带电粒子能谱术、液相色谱及许多其他子领域十分重要。然而,脉冲幅度谱中峰的“质心”与“信号强度”均为定义不清的量,不同分析方法会给出不同数值结果。此处我们应用三种分析方法。方法 A 基于简单计数求和,可能是实践中最常用技术。分析直接且快速,不涉及任何统计建模。我们发现其仅对高信噪比数据提供可靠结果,而在其他所有情况下存在严重局限。方法 B 采用贝叶斯模型从测得的总计数与本底计数中提取信号计数与质心。所得值由相应后验导出,故具有严格统计意义。该方法不对峰形作假设,给出可靠且相对小的质心不确定度,但信号计数不确定度相对较大。方法 C 通过对数据拟合高斯函数对峰形作强假设,该拟合同样基于贝叶斯模型。尽管方法 C 需谨慎考虑拟合所用高斯宽度(通常由探测器分辨率给出),其对于信号计数与质心均提供可靠值与相对较小不确定度。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.01425,
  title  = {On the analysis of signal peaks in pulse-height spectra},
  author = {Cade Rodgers and Christian Iliadis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01425},
  year   = {2021}
}

备注

32 pages, 8 figures, to be published in Nuclear Methods and Instruments A