(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111497326.6 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 李福生　林荣晔　 (74)专利代理 机构 电子科技大 学专利中心 51203 代理人 甘茂 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方 法 (57)摘要 本发明属于电子电路数字信号领域， 具体提 供在于提供一种基于蒙特卡洛方法的模拟能谱 生成方法， 在MCNP软件生成的理想能谱基础上， 基于蒙特卡洛方法构造核能谱测量数字化系统 的概率模型， 模拟仪器测量过程并重新生成模拟 能谱， 充分考虑仪器测量过程中放射性和探测器 的统计涨落等因素对谱线的影 响， 使能谱特征峰 呈现高斯分布， 与实际仪器测量结果更为吻合， 有效解决了MCNP软件模拟出的能量沉积谱因不 能反应出放射性和探测器的统计涨落等因素对 谱线影响而无法直接作为分析对象的问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114254495 A 2022.03.29 CN 114254495 A 1.一种基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 使用M CNP软件生成理想能谱Sin； 步骤2： 对理想能谱Sin进行抽样， 获得序列大小为 Nin的输入脉冲峰值序列Ain； 步骤3： 依据输入脉冲峰值序列Ain生成脉冲个数为Nin、 脉冲长度为M的负指数衰减脉冲 序列Ve； 步骤4： 基于蒙特卡洛方法构造仪器测量过程的概率模型： 设置仪器测量时间长度为T， 并随机生成Nin个大小在1到T之间的整数构成采集时刻序列、 表示仪器采集过程中Nin个脉 冲信号的采集时刻； 以测量时间为轴， 基于负指 数衰减脉冲序列Ve与采集时刻序列， 生成脉 冲堆积信号Vp； 步骤5： 对脉冲堆积信号Vp添加信噪比为SNR的高斯白噪声， 生成含噪脉冲堆积信号Vin； 步骤6： 对 含噪脉冲堆积信号Vin使用梯形成形 方法， 得到梯形 脉冲信号Vout； 步骤7： 提取梯 形脉冲信号Vout中的梯形脉冲峰值， 得到序列大小为Nout的输出脉冲峰值 序列Aout； 步骤8： 依据输出 脉冲峰值序列Aout， 进行多道脉冲幅度分析生成能谱Sout。 2.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤2中， 所 述抽样采用依据泊松分布进行的直接抽样方法， 得到 输入脉冲峰值序列Ain为： 其中， n为序号， Ain_1、 Ain_2、…、 Ain_Nin为Nin个输入脉冲峰值。 3.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤3 中， 所 述负指数衰减脉冲序列Ve为： Ve[n]＝Ain[n]·e‑k/ τ； n＝1…Nin,k＝1…M； 式中， e为自然常数， τ 为衰减时间常数， n 为序号， k 为离散时间变量。 4.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤4中， 仪 器测量时间长度T为： T＝a·M·Nin； 其中， a为预设调整参数， 取值范围为0.1到1、 步进值 为0.1。 5.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤5 中， 所 述信噪比SNR的取值范围为0 到50。 6.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤6 中， 所 述梯形成形 方法具体为： 其中， vout(k)表示梯形脉冲序列Vout中第k个梯形脉冲信号， vin(k)表示含噪脉冲堆积序 列Vin中的第k个含噪脉冲堆积信号， na、 nb、 nc为梯形成形方法参数， k为离散时间变量， τ 为衰减时间常数， Ts为采样周期。 7.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤7中， 所 述输出脉冲峰值序列Aout为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114254495 A 2其中， n为序号， Aout_1、 Aout_2、…、 Aout_Nout为Nout个输出脉冲峰值。 8.按权利要求1所述基于蒙特卡洛方法的模拟能谱生成方法， 其特征在于， 步骤8中， 多 道脉冲幅度分析具体过程为： 建立2x个能谱通道， x通常取值为10、 11、 12。 每个能谱通道上 建立计数区、 计数值从0开始， 将输出脉冲峰值序列Aout中的输出脉冲峰值幅度依映射比例 映射到2x个通道中， 以能谱通道作为横坐标、 能谱通道计数值作为纵坐标生成能谱Sout。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114254495 A 3