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用稀疏参数化算法重建多个伽马射线点源的位置与强度

仪器与探测器 2020-12-30 v1

摘要

我们展示了加性点源定位(APSL)的实验演示,这是一种稀疏参数化成像算法,可重建多个伽马射线点源的 3D 位置与活度。使用手持式伽马射线探测器阵列以及最多四个 88 μ{\mu}Ci 的 137^{137}Cs 伽马射线源,我们在室内实验室环境中进行了源搜索与源分离实验。在大多数源搜索测量中,给定二至三分钟测量时间、且到任一源的最近接近距离约 20{\sim}20 cm,APSL 重建出了正确数量的源,位置精度约 20{\sim}20 cm,活度精度(无符号)约 20%{\sim}20\%。在探测器可于环境中自由移动的源分离测量中,仅给定约 60{\sim}60 s 测量时间,APSL 便能分辨相距 7575 cm 或以上的两个源。在此类源分离测量中,APSL 产生约 40%{\sim}40\% 的较大总活度误差,但获得的源间距精度在 1515 cm 以内。我们还将 APSL 结果与传统的极大似然-期望最大化(ML-EM)重建进行了比较,并证明相较于 ML-EM,APSL 提升了图像精度与可解释性。这些结果表明,APSL 能够利用现有探测器硬件的测量数据准确重建伽马射线源的位置与活度。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.07303,
  title  = {Reconstructing the Position and Intensity of Multiple Gamma-Ray Point Sources with a Sparse Parametric Algorithm},
  author = {Jayson R. Vavrek and Daniel Hellfeld and Mark S. Bandstra and Victor Negut and Kathryn Meehan and William J. Vanderlip and Joshua W. Cates and Ryan Pavlovsky and Brian J. Quiter and Reynold J. Cooper and Tenzing H. Y. Joshi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.07303},
  year   = {2020}
}

备注

10 pages, 9 figures. Accepted for publication at IEEE Transactions on Nuclear Science