Full spectrum analysis with the non-negative least square constraint for laboratory HPGe gamma spectrometry

2019 ◽  
Vol 322 (2) ◽  
pp. 961-967 ◽  
Author(s):  
Mai Thanh Man ◽  
Vu Ngoc Ba ◽  
Dang Thi Thao My ◽  
Dang Nguyen Phuong ◽  
Truong Thi Hong Loan ◽  
...  
Keyword(s):  
Gamma Spectrometry ◽  
Spectrum Analysis ◽  
Least Square ◽  
Full Spectrum ◽  
Hpge Gamma Spectrometry

scholarly journals The application of full spectrum analysis to NaI(Tl) gamma spectrometry for the determination of burial dose rates

2021 ◽  
Vol 0 (0) ◽  
Author(s):  
Minqiang Bu ◽  
Andrew S. Murray ◽  
Myungho Kook ◽  
Jan-Pieter Buylaert ◽  
Kristina J. Thomsen
Keyword(s):  
High Resolution ◽  
Gamma Spectrometry ◽  
Spectrum Analysis ◽  
Accurate Determination ◽  
Precise Determination ◽  
Laboratory Method ◽  
Least Square ◽  
Full Spectrum ◽  
Dose Rates

Abstract In this study, we explored the potential of a NaI(Tl) scintillator-based gamma spectrometer for the accurate determination of burial dose rates in natural geological samples using a full spectrum analysis (FSA) approach. In this method, an iterative reweighted least-square regression is used to fit calibration standard spectra (40K, and 238U and 232Th series in equilibrium) to the sample spectrum, after subtraction of an appropriate background. The resulting minimum detection limits for 40K, 238U, and 232Th are 4.8, 0.4 and 0.3 Bq·kg–1, respectively (for a 0.23 kg sample); this is one order of magnitude lower than those obtained with the three-window approach previously reported by us, and well below the concentrations found in most natural sediments. These improved values are also comparable to those from high-resolution HPGe gamma spectrometry. Almost all activity concentrations of 40K, 238U, and 232Th from 20 measured natural samples differ by ≤5% from the high resolution spectrometry values; the average ratio of dose rates derived from our NaI(Tl) spectrometer to those from HPGe spectrometry is 0.993 ± 0.004 (n=20). We conclude that our scintillation spectrometry system employing FSA is a useful alternative laboratory method for accurate and precise determination of burial dose rates at a significantly lower cost than high resolution gamma spectrometry.

scholarly journals Ανάπτυξη και υλοποίηση τεχνικών επιτόπιας φασματοσκοπίας-γ για εφαρμογές στο θαλάσσιο περιβάλλον

2016 ◽  
Author(s):  
Ευφροσύνη Ανδρουλακάκη
Keyword(s):  
Spectrum Analysis ◽  
Full Spectrum

Η παρακολούθηση των επιπέδων ραδιενέργειας στο περιβάλλον είναι απαραίτητη από πλευράς ακτινοπροστασίας λόγω των αρνητικών επιπτώσεων της ακτινοβολίας στον ανθρώπινο οργανισμό. Η φασματοσκοπία-ακτίνων γ είναι μια τεχνική ευρέως διαδεδομένη που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των επιπέδων ραδιενέργειας στο περιβάλλον (χερσαίο και θαλάσσιο). Η τεχνική αυτή βρίσκει άμεση εφαρμογή στην παράκτια ζώνη σε προβλήματα που σχετίζονται με τους κανονισμούς ακτινοπροστασίας (μοντέλα υπολογισμού δόσεων/ χωρικής διασποράς ραδιονουκλιδίων) αλλά και σε ένα ευρύ πεδίο σημαντικών ερευνητικών προβλημάτων που αφορούν διαφορετικούς επιστημονικούς κλάδους (Γεωφυσικές εφαρμογές, Υδρογεωλογία, Ωκεανογραφία). Το μεγάλο ενδιαφέρον που υπάρχει γύρω από μετρήσεις ραδιενέργειας στο θαλάσσιο περιβάλλον αναδεικνύει την ανάγκη ανάπτυξης μιας μεθόδου που να παρέχει τη δυνατότητα της χαρτογράφησης μεγάλων περιοχών σε μικρό χρονικό διάστημα. Η παραδοσιακή εργαστηριακή ανάλυση είναι μια χρονοβόρα μέθοδος που απαιτεί ειδικές εγκαταστάσεις και τεχνογνωσία για την επεξεργασία των δειγμάτων και την εξαγωγή των τελικών αποτελεσμάτων. Για το λόγο αυτό, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αύξηση του ενδιαφέροντος για την ανάπτυξη ανιχνευτικών συστημάτων για μετρήσεις ραδιενέργειας, μέσω της in situ φασματοσκοπίας ακτίνων-γ στο θαλάσσιο περιβάλλον. Παρά τα πλεονεκτήματα της in situ μεθόδου, η γενικευμένη εφαρμογή της περιορίζεται κυρίως από τη δυσκολία εύρεσης αξιόπιστης μεθόδου για τον προσδιορισμό της ανιχνευτικής απόδοσης ενός συστήματος για μετρήσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον, ενώ ειδικά για μετρήσεις στο θαλάσσιο ίζημα η ανάλυση παρεμποδίζεται από αρκετές πρόσθετες παραμέτρους (σε σύγκριση με επιτόπιες μετρήσεις στο υδάτινο περιβάλλον), που σχετίζονται κυρίως με τις φυσικές ιδιότητες του ιζήματος και τη γεωμορφολογία του περιβάλλοντος. Ο κύριος στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας για ποσοτικές in situ μετρήσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον, η οποία δύναται να παρέχει ακριβή αποτελέσματα όταν εφαρμόζεται σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Αναφορικά με τις in situ μετρήσεις στο υδάτινο περιβάλλον, στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, αναπτύχθηκε μεθοδολογία ανάλυσης, βασισμένη στην τεχνική Full Spectrum Analysis (FSA), των φασμάτων που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας το υποθαλάσσιο ανιχνευτικό σύστημα ΚΑΤΕΡΙΝΑ. Η μεθοδολογία FSA εφαρμόστηκε για την ανάλυση φασμάτων στο θαλασσινό νερό, ποντίζοντας το σύστημα ΚΑΤΕΡΙΝΑ σε τρεις διαφορετικές περιοχές της Μεσογείου. Αναφορικά με τις in situ μετρήσεις στον πυθμένα της θάλασσας (θαλάσσιο ίζημα), η διαδικασία ποσοτικού προσδιορισμού της συγκέντρωσης των ραδιονουκλιδίων προϋποθέτει τη γνώση της ανιχνευτικής απόδοσης του συστήματος, η οποία εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του ιζήματος (που μπορεί να ποικίλουν σε μεγάλο βαθμό ακόμη και στην ίδια περιοχή μελέτης). Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής μελετήθηκαν οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την ανιχνευτική απόδοση του συστήματος ΚΑΤΕΡΙΝΑ. Η μελέτη βασίστηκε αποκλειστικά στο MC προσομοιώσεις, λαμβάνοντας υπόψη τις φυσικές ιδιότητες των ιζημάτων (χημική σύσταση, υγρή πυκνότητα, περιεκτικότητα σε νερό) και διαφορετικές γεωμετρίες μέτρησης. Επιπλέον, διεξήχθησαν συγκρίσεις με αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα, ποντίζοντας το σύστημα ΚΑΤΕΡΙΝΑ σε τέσσερα διαφορετικά περιβάλλοντα (στη Μεσόγεια και τη Μαύρη Θάλασσα), με σκοπό την αξιολόγηση των θεωρητικών υπολογισμών.

Determination of anthropogenic contamination by 137Cs, 240Pu/239Pu and 235U/238U in lichens and mosses from Russian Arctic areas 

2021 ◽  
Author(s):  
Susanna Salminen-Paatero ◽  
Paul Dutheil ◽  
Timo Sundström ◽  
Ilia Rodushkin ◽  
Jussi Paatero
Keyword(s):  
Gamma Spectrometry ◽  
Russian Arctic ◽  
Anthropogenic Contamination ◽  
Terrestrial Environment ◽  
Arctic Regions ◽  
Franz Josef Land ◽  
Icp Ms ◽  
Nuclear Events ◽  
Hpge Gamma Spectrometry

<p>Lichen and moss samples were collected from Russian Arctic areas (Kola Peninsula, Franz Josef Land and few other locations) in the 1990s. In 2020, <sup>137</sup>Cs was determined by HPGe gamma spectrometry from these samples after which isotopes of Pu and U were radiochemically separated from the samples. Mass ratios <sup>240</sup>Pu/<sup>239</sup>Pu and <sup>235</sup>U/<sup>238</sup>U were determined by ICP-MS for utilizing the characteristic isotopic fingerprints of different nuclear events. The aim of the work was to survey radioactive contamination sources in terrestrial environment in Russian Arctic regions, which have not yet been completely explored in respect to anthropogenic isotopes and their origin in the environment.</p>

scholarly journals Thoron emanation and exhalation of Slovenian soils determined by a PIC detector-equipped radon monitor

Nukleonika ◽  
2016 ◽  
Vol 61 (3) ◽  
pp. 379-384 ◽  
Author(s):  
Jácint Jónás ◽  
Zoltán Sas ◽  
Janja Vaupotic ◽  
Erika Kocsis ◽  
János Somlai ◽  
...  
Keyword(s):  
Health Risk ◽  
Gamma Spectrometry ◽  
Half Life ◽  
Activity Concentration ◽  
Soil Samples ◽  
Radon Emanation ◽  
Decay Products ◽  
Radon Monitor ◽  
Hpge Gamma Spectrometry ◽  
Chamber Technique

Abstract The health risk from thoron (Rn-220) is usually ignored owing to its short half-life (55.6 s), but the generated thoron decay products can cause a significant dose contribution. In this study, altogether 51 Slovenian soil samples were investigated using an accumulation chamber technique to obtain information about thoron exhalation features. The obtained (massic) thoron exhalation results varied between 6.9 and 149 mBq·kg−1·s−1 (average: 55.2 mBq·kg−1·s−1). The Th-232 content was determined using HPGe gamma spectrometry. The Th-232 activity concentration ranged between 9.3 and 161.7 Bq·kg−1 (average: 64.6 Bq·kg−1). The thoron emanation features were also calculated from the obtained results (2.9 to 21.2% with an average of 8.6%). The thoron exhalation and emanation properties were compared with the radon exhalation and emanation features determined in a previous study. It was found that there was no correlation between the radon and thoron emanation features, according to the obtained data. This can be explained by the different Ra-224 and Ra-226 distributions in the soil grains. As a result, the thoron emanation factor cannot be predicted from radon emanation and vice versa.

On-line Monitoring Technology for Chemical Oxygen Demand Based on Full-spectrum Analysis

2012 ◽  
Vol 41 (8) ◽  
pp. 883-887 ◽  
Author(s):  
冯巍巍 FENG Wei-wei ◽  
李玲伟 LI Ling-wei ◽  
李未然 LI Wei-ran ◽  
孙西艳 SUN Xi-yan ◽  
付龙文 FU Long-wen ◽  
...  
Keyword(s):  
Chemical Oxygen Demand ◽  
Spectrum Analysis ◽  
Oxygen Demand ◽  
Full Spectrum ◽  
Monitoring Technology ◽  
On Line

scholarly journals Combining Hydrogeochemical Characterization and a Hyperspectral Reflectance Tool for Assessing Quality and Suitability of Two Groundwater Resources for Irrigation in Egypt

Water ◽  
2020 ◽  
Vol 12 (8) ◽  
pp. 2169 ◽  
Author(s):  
Mohamed Gad ◽  
Salah El-Hendawy ◽  
Nasser Al-Suhaibani ◽  
Muhammad Usman Tahir ◽  
Muhammad Mubushar ◽  
...  
Keyword(s):  
Groundwater Resources ◽  
Partial Least Square ◽  
Least Square ◽  
Hydrochemical Facies ◽  
Western Desert ◽  
Accurate Estimation ◽  
Hyperspectral Reflectance ◽  
Full Spectrum ◽  
Physiochemical Parameters ◽  
Groundwater Samples

Hyperspectral reflectance sensing provides a rapid and cost-effective technique for assessing the suitability of groundwater for irrigation by monitoring real-time changes in its quality at a large scale. In this study, we assessed the quality of 15 groundwater samples from El Fayoum depression in the Western Desert (WD) and 25 groundwater samples from the Central Nile Delta (CND) in Egypt using a traditional approach of the physiochemical parameters, irrigation water quality indicators (IWQIs), and hydrochemical facies. The spectral reflectance data of the water surface was used to build new simple reflectance indices (SRIs), and the performance of these indices for assessing IWQIs was compared with those by partial least square regression (PLSR) that was based on all SRIs or the full-spectrum ranges. Generally, the groundwater of the CND was fresher and more suitable for irrigation purposes than those of the WD. Based on the six IWQIs, ~6.7–60.0% and 85.0–100.0% of the groundwater samples of the WD and CND, respectively, were categorized as highly suitable for irrigation purposes. Based on hydrochemical facies, Na-Cl and Ca-HCO3 were dominant in the WD and CND, respectively, as well as the alkali earth metals (Na+ + K+), which significantly exceeded the alkaline earth metals (Ca2+ + Mg2+) in the WD, with the reverse for the CND. Most developed SRIs had a moderate, weak, and moderate to strong relationship with physiochemical parameters and IWQIs in the WD, CND, and across both regions, respectively. The PLSR models based on all SRIs provided a more accurate estimation of IWQIs in calibration and validation datasets than those based on full-spectrum ranges, and both PLSR models provided better estimation than the individual SRIs. These findings support the feasibility of using ground reflectance measurements as a fast and low-cost tool for the assessment and management of groundwater for irrigation in arid and semiarid regions.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document