基于局部-全局图方法的伽马发射同位素光谱识别与评估

《Electronics》：Evaluation of the Local–Global Graph Framework for Interpretable Gamma-Ray Spectrum Identification in Nuclear Security

　　摘要准确识别测量光谱中的伽马发射同位素对于核安全、核监管和防扩散至关重要。然而，在低计数统计、背景干扰、屏蔽和混合源条件下，使用NaI(Tl)探测器进行可靠的放射性同位素识别仍然具有挑战性。在本研究中，我们采用并评估了一种基于先前开发的局部-全局(LG)图方法的可解释的、几何驱动的方法。在LG图框架中，每个光谱峰被建模为由其顶点和相邻极小值定义的三角形。从每个三角形中提取能量、面积、半峰全宽(FWHM)和斜率等特征。这些峰级特征形成局部图，依次连接以形成全局图，该全局图捕获了光谱的有序结构。LG图特征库实现了基于形状和序列的同位素识别匹配。在针对多重线性回归(MLR)基线使用单源和混合源测量光谱进行评估时，LG图产生了更高的精确度和更少的假阳性同位素分配，而MLR保持了更高的召回率。LG表示还通过允许将个别同位素检测与有助于匹配得分的测量峰特征相关联，提供了峰级可追溯性。这些结果表明，在本研究使用的决策标准下，存在选择性与敏感性之间的权衡，并支持使用更大的、更平衡的与核安全应用相关的测量数据集对LG图进行进一步评估。