به کارگیری فیلتر کالمن توسعه یافته جهت کاهش نویز غیرایستان چرخشی در پایش هوایی پرتوی گاما

آشکارسازی پرتو گاما نقش مهمی در افزایش ایمنی هسته ای و بستری مناسب برای استفاده بهینه از پرتوهای هسته ای فراهم می کند. برای آشکارسازی با ریسک پرتوگیری پایین، بدلیل فاصله محل آشکارسازی از منبع پرتویی معمولا از روش پایش هوایی گاما استفاده می شود. یکی از مهم­ترین مسائل در پایش هوایی گاما، کاهش نویز آشکارسازی است. روش­های مختلفی برای کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما ارائه شده که از میان آن­ها در این مقاله، استفاده از خواص ایستان گردشی، به دلیل قابلیت های آن در آشکارسازی شمارش های کم پرتویی، که ناشی از منابع ضعیف گامای دور از محل آشکارساز است، پیشنهاد و به منظور افزایش دقت نتایج آشکارسازی پرتو گاما و کاهش خطای ناشی از محدودیتهای فیزیکی و پروازی با سایر روش های پردازش سری های زمانی و تخمین های طیفی مقایسه شده است. مهم­ترین مشکل چنین روش هایی پیچیدگی محاسباتی بالا است، که استفاده از آن را با چالش روبه­رو می کند. در این مقاله روش­های کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما مبتنی بر خواص ایستان گردشی در فیلترهای توسعه یافته کالمن معرفی می­شوند. فیلتر کالمن با استفاده از ادغام داده ها، بر اساس یک مدل دینامیکی، تغییرات در شمارش فوتون های دریافتی عناصر پرتوزا را در زمان واقعی برآورد می کند. نتایج پژوهش نشان می دهد که فیلتر کالمن توسعه یافته با توجه به ویژگی حذف اعواج های غیرخطی نسبت به سایرفیلترها برتری دارد. تمرکز مقاله بر مدل سازی، تطبیق و جنبه های محاسباتی اعمال فیلتر کالمن بر داده های واقعی حاصل از پایش هوایی گاما است. معیار کوواریانس خطا و زمان موردنیاز محاسبات برای پردازش در واقع نگاری آشکارسازی پرتوی گاما با روش های تخمین مبتنی بر چگالی طیف توان و تخمین طیفی چندکاهنده و کالمن توسعه یافته ارزیابی شده است. نتایج بیانگر آن است که استفاده از روش کالمن توسعه یافته علاوه بر این که آشکارساز را برای مقابله با نویزها و اختلال های غیرخطی آماده  می­کند، همگرایی سامانه پایش هوایی را نیز به صورت محسوسی افزایش می دهد.

Keywords:

Aerial gamma survey , Extended kalman , Estimation , Computational complexity. , پایش هوایی پرتو گاما , فیلتر کالمن توسعه یافته , نویز غیرایستان چرخشی , ایمنی هسته ای