Walidacja — kalibracja energetyczna spektrometru gamma
E(ch)=intercept+slope×ch; E(ch1)=e1; E(ch2)=e2; slope>0; FWHM=slope×FWHM_ch; liniowość; factor∈(0,1].
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:28:44 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | gammaCalibration: unknownCh=ch1 → unknown_kev = e1_kev (Cs-137) Interpolacja liniowa: E(ch1) = intercept + slope×ch1 = e1; kalibracja na własnym piku powinna dać e1. |
661,657 keV | 661,657 keV |
| ✓ | gammaCalibration: unknownCh=ch2 → unknown_kev = e2_kev (Co-60) E(ch2) = intercept + slope×ch2 = e2; weryfikuje spójność kalibracji z oboma punktami. |
1 173,228 keV | 1 173,228 keV |
| ✓ | slope > 0: energia rośnie z numerem kanału (standardowa elektronika ADC) E = intercept + slope × kanał; slope > 0 oznacza rosnącą energię z kanałem; standard MCA. |
slope = 1.2951 keV/kanał | > 0 |
| ✓ | fwhm_kev > 0 dla fwhmCh=5.4 kanałów (rozdzielczość detektora) FWHM_kev = |slope| × FWHM_ch; mierzy rozdzielczość energetyczną w keV (typowo 7-9 keV dla NaI przy 662 keV). |
fwhm_kev = 6.994 keV | > 0 |
| ✓ | resolution_pct = fwhm_kev / unknown_kev × 100 (formuła R) R = FWHM/E × 100%; typowo 6-8% dla NaI(Tl) @662 keV; 0.15-0.3% dla HPGe @1332 keV. |
0,6759% | 0,6759% |
| ✓ | E(ch_mid) = (e1+e2)/2 gdy ch_mid = (ch1+ch2)/2 (liniowość) Liniowość kalibracji: E(mid) = (e1+e2)/2; prosta przez dwa punkty kalibracyjne. |
917,4425 keV | 917,4425 keV |
| ✓ | slope = (e2-e1)/(ch2-ch1) obliczony ręcznie = slope z modelu slope = Δe / Δch: weryfikacja że model stosuje liniową interpolację Cs-137 / Co-60 linia 1. |
1,2951 keV/kanał | 1,2951 keV/kanał |
| ✓ | unknown_kev(ch=950) > unknown_kev(ch=600): wyższy kanał → wyższa energia Kalibracja liniowa: wyższy numer kanału ADC → wyższa energia; monotoniczność wymagana. |
E(950)=1228.92 > E(600)=775.63 keV | > |
| ✓ | gammaSelfAbsorption: factor ∈ (0, 1]: transmisja ≤ 100% Czynnik korekcji (1-exp(-μx))/(μx) ∈ (0,1]; dla μx→0: factor→1 (brak absorpcji). |
factor = 0.8891 | ∈ (0, 1] |
| ✓ | gammaSelfAbsorption: factor(gruba) < factor(cienka): więcej materiału → więcej pochłaniania Samopochłanianie: grubsza próbka → wyższe μx → niższy czynnik transmisji → większa korekta. |
f(5cm)=0.7520 < f(0.5cm)=0.9706 | < |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki odnoszą kalibrację do dwóch rzeczywistych linii gamma i do konsekwencji prostej liniowej: nachylenia, interpolacji oraz FWHM/korekcji samopochłaniania.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Punkt kalibracyjny Cs-137: kanał 512 odpowiada 661,657 keV Pierwsza kotwica prostej kalibracyjnej musi odtwarzać energię piku, a nie tylko dawać dodatni wynik. |
661.657 keV | 661,657 keV | Jakościowy ✓ |
| Punkt kalibracyjny Co-60: kanał 907 odpowiada 1173,228 keV Druga kotwica sprawdza nachylenie i wyraz wolny prostej, nie tylko jedną energię. |
1173.228 keV | 1173,228 keV | Jakościowy ✓ |
| Nachylenie prostej: (1173,228-661,657)/(907-512) To benchmark rachunkowy kalibracji liniowej, używany później dla energii nieznanego piku. |
1.295116 keV/kanał | 1.295116 keV/kanał | Jakościowy ✓ |
| Połowa odległości kanałów daje połowę odległości energii Chroni interpolację pomiędzy punktami, czyli typowy przypadek użycia kalkulatora. |
917.443 keV | 917.443 keV | Jakościowy ✓ |
| Samopochłanianie: grubsza próbka daje mniejszy czynnik transmisji Ten benchmark obejmuje korektę geometryczno-materiałową, która jest oddzielna od kalibracji energii. |
0,5 cm: 0.9706; 5 cm: 0.7520 | factor(5 cm) < factor(0,5 cm), oba w (0,1] | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Ten kalkulator zakłada liniową kalibrację dwupunktową. Walidacja nie zastępuje pełnej kalibracji wielopunktowej spektrometru, ale potwierdza, że dwie linie referencyjne, interpolacja, rozdzielczość i korekta samopochłaniania są liczone w spójnych jednostkach.
Zakres walidacji
Sprawdzone: E(ch1)=e1, E(ch2)=e2, slope>0, FWHM_kev>0, R=FWHM/E×100, liniowość (mid), slope ręczny, monot. E(ch), factor∈(0,1], gruba
Dane źródłowe i granice precyzji
Widma gamma, identyfikacja i kalibracja
| Nuklid kontrolny | Cs-137 |
|---|---|
| NuDAT/NUBASE | źródła etykiet, półokresów, spin/parity i trybów rozpadu; intensywności emisji nie są mieszane z ENDF/JEFF bez jawnego wyboru źródła |
| ENDF/B-VIII.1 decay | T1/2=30.08 y; gałęzie rozpadu: 2; gamma >=0,1%: brak w stanie podstawowym; rekordy MF=8/MT=457: 18 |
| JEFF-4.0 decay | T1/2=30.0494 y; gałęzie rozpadu: 2; gamma >=0,1%: brak w stanie podstawowym; rekordy MF=8/MT=457: 41 |
| FISPACT decay_2020 | T1/2=30.0494 y; gałęzie rozpadu: 2; gamma >=0,1%: brak w stanie podstawowym; rekordy MF=8/MT=457: 41 |
| ORIP/TORI gammas | 0 linii gamma w aktywnej bazie głównej |
Co to wnosi: ranking pików i kalibracja mogą pokazywać źródło linii oraz rozbieżności ENDF/JEFF/NuDAT/ORIP. Parser emisji gamma odczytuje tylko dyskretne linie z podsekcji gamma, bez mieszania ich z liniami X ani elektronami konwersji.