СПОСОБ И СИСТЕМА ПОДСЧЁТА МНОЖЕСТВЕННОСТИ ИМПУЛЬСОВ С КОРРЕКТИРОВКОЙ НА ВРЕМЯ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СЧЁТЧИКА
METHOD AND SYSTEM FOR COUNTING THE MULTIPLICITY OF PULSES WITH CORRECTION FOR DEAD TIME OF A COUNTER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в общем относится к подсчёту импульсов, в частности к способу и системе для способа подсчёта множественности импульсов с корректировкой на время нечувствительности счётчика. Изобретение особенно применимо для подсчёта множественности нейтронов; однако технологии, описанные здесь, применимы также к другим приборам или устройствам подсчёта импульсов с аналогичными характеристиками.
Уровень техники
В целях иллюстрации настоящее изобретение будет описываться со ссылкой на подсчёт множественности нейтронов. Последний представляет собой технологию, используемую для неразрушающего анализа количества делящихся материалов, таких как уран (U), плутоний (Pu), калифорний (Cf) и т.д. Подсчёт множественности нейтронов основывается на том факте, что нейтроны от спонтанных или индуцированных событий деления излучаются практически одновременно. Вероятность наличия 0, 1, 3 и т.д. нейтронов в случае события деления (иногда называемого распределением множественности) обеспечивает характеристику исследуемого материала.
Подсчёт множественности нейтронов можно рассматривать как обобщение подсчёта нейтронных совпадений, во время которого происходит поиск пары нейтронов, которые близки по времени, к тройкам, четверкам и множествам нейтронов более высокого порядка. Как правило, детектор нейтронов выводит последовательность импульсов, каждый из которых представляет собой один обнаруженный нейтрон. Распределение импульсов по времени или распределение временных интервалов между импульсами, в зависимости от того, что удобнее, обусловлено заранее неизвестной комбинацией спонтанного деления, индуцированных (α, n) -реакций и внешних событий. В то время как события деления дают множество нейтронов, которые совпадают во времени, (α, n) -реакции и внешние события производят нейтроны, которые случайным образом распределяются во времени.
3
Детектор нейтронов обычно содержит корпус из полиэтилена, имеющий полость в середине для размещения образца во время измерения. Вокруг полости в полиэтиленовом корпусе встроены газовые пропорциональные счётчики, часто трубки He. Если нейтрон испускается из образца, существует высокая вероятность его столкновения с водородом в полиэтилене. Таким образом, нейтроны теряют энергию до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие с материалом. Часть этих терминированных нейтронов в конечном итоге попадает в атом газа в одном из нескольких счётчиков пропорциональности газа. Если нейтрон сталкивается с атомом газа, заряд высвобождается и собирается на электроде трубки. Газовые пропорциональные счётчики подключаются к предварительным усилителям, которые принимают электрические импульсы от газовых пропорциональных счётчиков, обрабатывают и выводят их в виде последовательности импульсов для дальнейшей обработки. Обнаружение нейтронов также может быть выполнено с использованием сцинтилляционных счётчиков.
Время вдоль последовательности импульсов является непрерывным, но в следующих последовательностях импульсов рассматривается как последовательность дискретных интервалов времени одинаковой длительности, называемых «TICs». Каждый из этих временных интервалов может быть пустым или содержать импульс. В зависимости от используемого инструмента, последовательность импульсов может быть представлена на одном канале (выход всех предварительных усилителей суммируется на этом канале) или на множестве синхронизированных каналов. Время вдоль последовательности импульсов в принципе является непрерывным. Анализирующая электроника обычно работает с определённой тактовой частотой (обычно в МГц), сокращая это непрерывное время в последовательности дискретных интервалов времени одинаковой длительности (длительности, определяемой тактовой скоростью), называемых здесь TICs. Анализирующая электроника может только распознавать, есть ли импульс в таком временном интервале на данном канале или нет; в том случае, если в одном и том же TIC больше импульсов на одном и том же канале, электроника распознает только один импульс. Это оправдывает рассмотрение последовательности импульсов как последовательности дискретных интервалов времени, причём каждый TIC для каждого канала содержит один импульс или не содержит импульса, даже если время вдоль последовательности импульсов является непрерывным. Потеря распознавания импульсов - вследствие того факта, что в одном и том же TIC может быть более одного импульса в одном и том же канале - игнорируется.
Анализ последовательности импульсов от нейтронного детектора (т.е. распределение импульсов во времени) является сложным, потому что детекторы нейтронов имеют эффективность детектирования менее 1 (это означает, что на самом деле обнаруживается только часть нейтронов из образца), многие из очевидных совпадений происходят из-за случайных совпадений (фоновых событий, суммы фоновых событий и событий деления или событий деления), и нейтроны, происходящие из одного события, не обязательно регистрируются одновременно (или с фиксированной задержкой между ними). Следует отметить, что эффективность обнаружения влияет не только на общую скорость подсчёта, но также оказывает гораздо большее влияние на обнаружение вспышек нейтронов (то есть пар, триплетов и т.д., нейтронов от общего события деления). Другими словами, наблюдаемая последовательность импульсов от нейтронного детектора содержит много «случайных», но относительно мало «реальных» совпадающих событий.
Для изучения последовательности импульсов от источника нейтронов распределение Росси-Альфа доказало свою полезность (см., например, "Passive Non- Destructive Assay of Nuclear Materials" «Пассивный неразрушающий анализ ядерных материалов», Рейли, Энсслин и Смит (Reilly, Ensslin и Smith), NUREG/CR-5550 LA-UR-90732, стр. 457-488). Распределение Росси-Альфа - это распределение во времени событий, которые следуют после произвольного начального события. Распределение Росси-Альфа может быть получено посредством фиксации произвольного импульса из последовательности импульсов в качестве стартового («запускающий импульс») импульса и записи каждого последующего импульса в ячейке, соответствующей расстоянию от стартового импульса до последующего импульса (вплоть до заданного максимального расстояния). (Термины «расстояние» и «интервал» используются в данном документе для обозначения длительности временного интервала и в целях удобства выражаются в единицах TIC.) Затем следующий импульс последовательности импульсов фиксируется как начальный импульс, и процесс выполняется итерационно. Таким образом, каждая ячейка распределения указывает количество импульсов, возникающих на определённом расстоянии от стартового импульса. Если последовательность импульсов содержит только случайные события, соответствующее распределение Росси-Альфа является постоянным во времени. Однако, если присутствуют события реального совпадения, функция распределения Росси-Альфа дополнительно содержит экспоненциальный член с параметром, называемым «временем затухания» детектора.
Однако распределение Росси-Альфа, которое было экспериментально определено, как описывалось выше, будет нарушаться для коротких расстояний от стартового импульса, то есть другими словами, его экспоненциальное поведение сохраняется только для расстояний, превышающих определённое минимальное расстояние. Это явление хорошо известно и вызвано так называемым «эффектом времени нечувствительности» ("dead time effect"). После обнаружения нейтрона, пропорциональной счётной трубке требуется некоторое время для восстановления (обычно около 1 мкс). Между тем эта счётная трубка не может генерировать дополнительный импульс, даже если в ней захвачен другой нейтрон. Точно так же электронике предварительного усилителя требуется некоторое время для восстановления после обработки импульса от счётной трубки. Из-за наличия времени восстановления снижается вероятность записи импульса в течение нескольких TIC от ведущего импульса. «Время нечувствительности» обозначает время, в течение которого импульсы могут быть потеряны из-за этого эффекта, и в течение которого истинная частота подсчёта совпадений не может быть измерена. Каждый нейтронный детектор имеет своё характерное время нечувствительности. Специалистам в данной области техники известно, что эффект времени нечувствительности особенно вреден для обнаружения коррелированных событий, поскольку они включают в себя нейтроны, которые находятся близко друг к другу во времени.
При обычном подсчёте множественности нейтронов для заданного импульса последовательности импульсов определяется множественность (то есть количество) импульсов в первом и втором интервале (временном окне), инициируемых данным импульсом, см., например, документ US 6333958. Первый интервал («реальный плюс случайный интервал» или «интервал R + A») позиционируется вскоре после запускающего импульса, тогда как второй интервал («случайный интервал» или «интервал A») позиционируется с большой задержкой (обычно от 1 до 4 мс) после этого импульса. Выполняя это для всех импульсов последовательности импульсов, можно получить гистограмму множественностей или «вектор множественности» для интервала R + A, а другую такую гистограмму или вектор для интервала A. Гистограмма или вектор множественности R + A указывает, сколько раз в последовательности импульсов каждая множественность была определена в интервале R + A. Аналогичным образом, гистограмма или вектор множественности A указывает, сколько раз в последовательности импульсов каждая множественность была определена в интервале A. Длинная задержка между каждым запускающим импульсом и интервалом А выбирается таким образом, чтобы во много раз превышать время жизни нейтрона в детекторе, чтобы не было остаточной корреляции между запускающим импульсом и импульсами в соответствующем интервале А. Соответственно, распределение коррелированных событий соответствует разнице между гистограммой множественности R + A и гистограммой множественности А. В наиболее распространённом способе гистограммы множественности R + A и A используются для вычисления «одиночек» (суммарная скорость счёта), «двойников» (количество коррелированных пар импульсов в последовательности импульсов), «троек» (количества комплектов из трёх коррелированных импульсов в последовательности импульсов) и "моменты" более высокого порядка.
Как упоминалось выше, эффект времени нечувствительности фальсифицирует определённое количество импульсов во время первых TIC после каждого запускающего импульса. Эти потерянные импульсы влияют на определённые гистограммы множественности. Чтобы уменьшить их влияние, интервал R + A обычно открывается не сразу после запускающего импульса, а только через короткий промежуток времени (так называемая «предварительная задержка»). Тем не менее, когда одиночные, двойные, тройные и т.д. импульсы рассчитываются по гистограммам множественности, поправки к подсчёту времени нечувствительности всё ещё необходимы. В настоящее время используются различные способы коррекции времени нечувствительности. Наиболее популярная технология включает в себя полуэмпирическую коррекцию для одиночных и двойных импульсов, и способ Дитлевского (Н. Дитлевский и др., "Measurement variances in thermal neutron coincidence counting", ("Дисперсии при измерении в подсчёте совпадений тепловых нейтронов"), Nuclear Instr. Methods, A327, стр. 469- 479, 1993) для тройных импульсов (см., например, Харкер и Крик (Harker и Krick): "INCC Software Users Manual" («Руководство пользователя программного обеспечения INCC»), LA-UR-01-6761, сентябрь 2003 г.). Эти корректировки требуют специальных калибровочных измерений для выявления определённых параметров коррекции. Как правило, эти способы подходят для подсчёта частот менее 1 МГц, если желаемая точность измерения находится в диапазоне нескольких процентов. Другие способы коррекции мало использовались в полевых условиях вследствие сложности их представления.
Проблемы, возникающие при коррекции влияния времени нечувствительности, в настоящее время ограничивают практическое использование подсчёта множественности нейтронов до третьего порядка, то есть одиночных, двойных и тройных. Использование «четвёрок» ("quadruples") или «квадов» ("quads") (количество наборов из четырёх коррелированных импульсов в последовательности импульсов) не получило широкого применения, в том числе вследствие отсутствия соответствующей коррекции времени нечувствительности.
Из вышесказанного следует, что существует потребность в технологиях подсчёта импульсов, особенно для обнаружения/подсчёта нейтронов, с эффективным способом коррекции времени нечувствительности. Было бы желательно, чтобы такая коррекция времени нечувствительности основывалась на самих собранных данных, чтобы уменьшить рабочую нагрузку в отношении диагностики и калибровки детектора в начале каждого измерения или после того, как произошло изменение конфигурации детектора.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного (нейтронного) способа подсчёта, в частности, в отношении вышеупомянутой проблемы с коррекцией времени нечувствительности. Еще одной задачей является обеспечение технологий коррекции, применимых для более высоких скоростей подсчёта, чем доступные в технике предыдущего уровня.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается способ подсчёта множественности импульсов с коррекцией времени нечувствительности, посредством которого по каждому из множества каналов принимается соответствующая обнаруженная последовательность  импульсов, причём способ содержит: генерирование для этого канала или каждого канала оценки потерянных импульсов в канале с соответствующим предполагаемым периодом времени нечувствительности для каждого канала; получение для этого канала или каждого канала относительной эффективности по отношению к сумме коэффициентов эффективности для всех каналов; извлечение для этого канала или каждого канала поведения времени нечувствительности, причём упомянутое извлечение включает в себя генерирование из относительной эффективности и оценки потерянных импульсов оценённой последовательности  потерянных импульсов, имеющей оценённые потерянные импульсы; генерирование по меньшей мере первой скорректированной гистограммы  на основе соответствующей последовательности  обнаруженных импульсов и оценённой последовательности  потерянных импульсов для этого или каждого канала, первая скорректированная гистограмма, указывающая для каждой из множества множественностей соответствующий подсчёт.
Предпочтительно, генерирование по меньшей мере первой скорректированной гистограммы  включает в себя суммирование для данного или каждого канала соответствующей последовательности  обнаруженных импульсов и оценённой последовательности  потерянных импульсов, чтобы тем самым генерировать скорректированную последовательность импульсов, скорректированную для времени нечувствительности в канале.
Предпочтительно, для заданного канала генерация оценённой последовательности  потерянных импульсов на канале содержит: обнаружение импульса на заданном канале; в ответ на обнаружение импульса измеряется скорость подсчёта на другом из каналов в течение соответствующего предполагаемого времени нечувствительности и сравнивается скорость подсчёта на заданном канале с измеренной скоростью подсчёта на других каналах, чтобы определить количество потерянных импульсов; далее измерение повторяется и сравнивается для множества других каналов, чтобы генерировать оценку потерянных импульсов в заданном канале, причём оценка является средним значением из определённого количества потерянных импульсов.
Предпочтительно для всех каналов от канала 1 до максимального количества каналов Ch генерация оценённой последовательности  потерянных импульсов включает в себя вычисление (), с помощью решения ()для каждого временного этапа t со значимой (ненулевой) правой частью в выражении:
где
обозначает, наблюдался ли импульс в канале i и в момент времени t;
, если в момент времени t в канале i наблюдался импульс, а в противном случае 0;
Ch - максимальное количество доступных каналов;
обозначает вычисленный (или оценённый) среднее значение потерянных импульсов в канале i и в момент времени t;
ei обозначает относительную эффективность канала i по отношению к сумме всех каналов и последовательности импульсов, не подверженных воздействию времени нечувствительности, посредством чего
i
τобозначает время, прошедшее с момента последнего предшествующего импульса на канале i; и
обозначает функцию вероятности времени нечувствительности, указывающую вероятность потери импульса вследствие наличия времени нечувствительности в канале i, в зависимости от времени τ, прошедшего с момента последнего предшествующего импульса в этом канале.
i
i
Предпочтительно, получение функций p(τ) вероятности времени нечувствительности, необходимых для матричного уравнения из предыдущего подраздела, содержит выполнение итеративного процесса для постепенной адаптации формы вероятностных функций p(τ) времени нечувствительности, включающей в себя решение матричного уравнения из предыдущего подраздела для () для каждого временного этапа t для заранее заданной части соответствующей последовательности импульсов.
i
i
i
Предпочтительно, итеративный процесс содержит для каждого канала i построение с использованием предварительно определённой части соответствующей последовательности обнаруженных импульсов первого аналогичного распределения Росси-Альфа  наблюдаемых импульсов, где запускающий импульс совершился на канале i, при этом записываются импульсы только с канала i, и построение с использованием заранее заданной части, первого распределения  Росси-Альфа по другим каналам наблюдаемых импульсов на каналах, отличных от канала i, в то время как запускающий импульс совершился на канале i, присваивается начальное значение предполагаемой функции p(τ) вероятности времени нечувствительности, применяя на заранее заданной части соответствующей последовательности обнаруженных импульсов способ оценки потерянных импульсов, как описывалось выше, вычисляется оценённая последовательность потерянных импульсов (ELPT) для этой части последовательности обнаруженных импульсов; при применении способа оценки, принимая для каждого канала i с  временное расстояние τдо последнего импульса на канале i перед , используя только взятое временное расстояние τ, выстраивается вызываемая распределением  Росси-Альфа оценённых потерянных импульсов  на канале i, предположительно вызванных соответствующим запускающим импульсом; используется вычисленная оценённая последовательность потерянных импульсов (ELPT) и запускаются импульсы из последовательности обнаруженных импульсов, выстраивается второй такой же канал распределения  Росси-Альфа оценённых потерянных импульсов исключительно на канале i, и выполняется построение второго другого канала распределения Росси-Альфа для оценённых потерянных импульсов на каналах, отличных от канала i; вычисление новой функции  вероятности времени нечувствительности согласно формуле:
<mrow><msubsup><mi>p</mi><mi>i</mi><mrow><mi>n</mi><mi>e</mi><mi>w</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>O</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>O</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>E</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mo>.</mo><mi>O</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>O</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>S</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>E</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mo>.</mo><mi>S</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>E</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mo>.</mo><mi>C</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>O</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>S</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>E</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mo>.</mo><mi>C</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac></mrow>
i
и, если заранее заданный критерий остановки не достигнут, функция  вероятности времени нечувствительности p(τ) заменяется новой функцией  вероятности времени нечувствительности и выполняется возвращение к этапу применения способа оценки, а если достигается заданный критерий остановки, то в качестве функции вероятности времени нечувствительности для канала используется .
Предпочтительно, заранее заданным критерием остановки является
или
0
1
2
3
0
1
2
3
Предпочтительно, генерирование по меньшей мере первой скорректированной гистограммы  содержит для каждого из распределений R + A и распределения A: генерирование первой гистограммы (m, m, m, m, …), причём первая гистограмма представляет собой гистограмму множественности, основанную на последовательности ; обнаруженных импульсов; генерирование второй гистограммы , содержащей сумму оценённых потерянных импульсов с множественностью M-1, подверженных воздействию времени нечувствительности; генерирование третьей гистограммы (n, n, n, n, …), причём третья гистограмма является гистограммой множественности для потерянных запускающих импульсов и/или периодов временных интервалов; и/или генерирование четвёртой гистограммы , содержащей среднее количество потерянных импульсов в периоды потерянных временных интервалов с определённой множественностью M-1, подверженных воздействию времени нечувствительности.
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>t</mi><mn>2</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>t</mi><mn>2</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
<mrow><msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>t</mi><mn>2</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup><mo><</mo><msubsup><mi>t</mi><mn>2</mn><mrow><mi>R</mi><mo>+</mo><mi>A</mi></mrow></msubsup></mrow>
0
0
Предпочтительно, чтобы первая скорректированная гистограмма  генерировалась с использованием первого периода временного интервала, где подсчёт запускается в момент времени tи суммирует все импульсы, принятые в течение периода  времени, где и  являются фиксированными смещениями от t и , и где:
0
1
2
3
(i) генерирование первой гистограммы (m, m, m, m …) включает в себя запуск последовательности  обнаруженных импульсов, подверженных воздействию времени нечувствительности, и подсчёт импульсов  производится в первый период временного интервала последовательности  обнаруженных импульсов путём вычисления
М
и увеличения m на
(ii) генерирование второй гистограммы  включает в себя запуск последовательности  обнаруженных импульсов, подверженных воздействию времени нечувствительности, и подсчёт импульсов в первом периоде временных интервалов оценённой последовательности  потерянных импульсов путём вычисления
и увеличения  на
0
1
2
3
(iii) генерирование третьей гистограммы (n, n, n, n, …) множественности включает в себя запуск оценённой последовательности  потерянных импульсов ELPT и подсчёт импульсов  в первый период временных интервалов последовательности обнаруженных импульсов с использованием
M
из (i) и увеличением n на сумму
запускающих импульсов на ELPT ; и
(iv) генерирование четвёртой гистограммы  включает в себя запуск оценённой последовательности  потерянных импульсов и подсчёт импульсов  в первый период временных интервалов оценённой последовательности  потерянных импульсов с использованием
из (ii), и увеличением  на сумму
оценённых потерянных запускающих импульсов путём вычисления
И увеличивая  на сумму
Предпочтительно, генерирование первой скорректированной гистограммы  содержит: создание новой гистограммы  как первой скорректированной гистограммы и перераспределение записей первой гистограммы  и третьей гистограммы  для этого и для всех каналов i = 0, 1, 2, 3, … следующим образом:
для j = 0, 1, 2, …
для j = 0, 1, 2, …
где  является распределением Poisson с параметром .
Предпочтительно, первая скорректированная гистограмма  соответствует интервалу R+A ("R+A gate"), а параметр  является маленьким в первом периоде  временного интервала, при этом способ дополнительно содержит: выполнение описанных выше этапов, чтобы генерировать вторую скорректированную гистограмму  в дополнение к первой скорректированной гистограмме , причём вторая скорректированная гистограмма соответствует интервалу А ("A gate"); вторая скорректированная гистограмма  генерируется с использованием второго периода  временного интервала; при этом параметр  имеет большее значение во втором периоде  временного интервала.
Предпочтительно, способ выполнен с возможностью подсчёта множественности нейтронов, при котором каждая обнаруженная последовательность импульсов генерируется соответствующей частью детектора, причём каждый импульс в многоканальной последовательности импульсов соответствует по меньшей мере одному обнаруженному нейтрону. Однако технологии, описанные здесь, особенно варианты осуществления изобретения, описанные выше, также могут использоваться для других устройств с аналогичными характеристиками.
Получение относительной эффективности может включать в себя извлечение сохранённого значения относительной эффективности из запоминающего устройства. Альтернативно, получение относительной эффективности может включать в себя извлечение таких значений, введённых пользователем через пользовательский интерфейс. Альтернативно, получение относительной эффективности может включать в себя определение значения относительной эффективности посредством математической операции.
В соответствии с другим аспектом изобретения, обеспечивается система подсчёта импульсов для подсчёта множественности импульсов с коррекцией времени нечувствительности, содержащая: источник импульсов, обеспечивающий на каждом из множества каналов соответствующую обнаруженную последовательность импульсов; и схему обработки, прикреплённую для приёма обнаруженных последовательностей импульсов, причём схема обработки способна выполнять способ, как описывалось выше.
В соответствии с другим аспектом изобретения, обеспечивается записываемый, перезаписываемый или хранимый носитель, на котором записаны или сохранены данные, определяющие или преобразуемые в инструкции для исполнения схемой обработки, и соответствующие по меньшей мере этапам способа, как описывалось выше.
В соответствии с другим аспектом изобретения, обеспечивается серверный компьютер, включающий в себя устройство связи и запоминающее устройство, предназначенный для передачи по требованию или иным образом данных, определяемых или преобразуемых в инструкциях для исполнения схемой обработки и соответствующих по меньшей мере этапам способа, как описывалось выше.
0
1
2
3
Использование этой новой скорректированной гистограммы множественности для дальнейшего вычисления вместо старой гистограммы (m, m, m, m, …) приводит к улучшению результатов.
После применения описанной здесь поправки как к интервалу R + A ("R+A gate"), так и к интервалу A ("A gate"), и использования скорректированных гистограмм для последующих вычислений, можно получить улучшенные значения для «одиночных», «двойных», «тройных» и более высокого порядка «моментов», которые затем используются для характеристики расщепляющегося материала.
Краткое описание чертежей
Дополнительные подробности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания нескольких не ограничивающих вариантов осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает процесс измерения множественности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 иллюстрирует наблюдаемую/обнаруженную последовательность импульсов (вверху) и оценённую потерянную последовательность (ELPT) импульсов (внизу), которые можно получить с использованием технологий, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 3 показывает распределение Росси Альфа моделируемой последовательности импульсов с потерянными импульсами вследствие (моделируемого) времени нечувствительности, полученного с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 показывает распределения Росси Альфа, полученные с использованием технологий, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, включая части для (i) наблюдаемых импульсов в том же самом канале, что и запускающий импульс  (τ), и (ii) на каналы, отличные от запускающего импульса  (τ), (iii) оценённые импульсы в том же канале, что и запускающий импульс  (τ) и (iv) оценённые импульсы в каналах, отличных от запускающего импульса  (τ);
фиг. 5 показывает распределения Росси Альфа, полученные с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включая части для оценённых потерянных импульсов, связанных с запускающий импульсом, который, вероятно, вызвал его потерю  (τ), и оценённых потерянных импульсов на том же канале, что и запускающий импульс  (τ); и
фиг. 6 показывает процедуру калибровки, использованную на этапе s104 на фиг. 1;
фиг. 7 иллюстрирует подсчёт множественности с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, показывая исходную последовательность  импульсов времени нечувствительности и последовательность импульсов  оценённых потерянных импульсов;
фиг. 8A и 8B показывают процедуру для вычисления скорректированного распределения множественности на этапах s110 и s112 по фиг. 1; и
на фиг. 9 (предшествующий уровень техники) показывает известную технологию подсчёта множественности.
Осуществление изобретения
Настоящее раскрытие направлено на обеспечение коррекции времени нечувствительности для детектора частиц, такого как нейтронный детектор, имеющего по меньшей мере два канала, и который выполнен с возможностью обнаружения присутствия частиц в каждом из каналов. Хотя настоящее раскрываемое изобретение раскрывает применение способа коррекции времени нечувствительности к детекторам нейтронов, способ коррекции времени нечувствительности этим не ограничивается и может применяться к другим многоканальным детекторам частиц, в которых разные события обнаруживаются в разных каналах. Используемый здесь термин «события» (“events”) относится к излучению частицы внутри детектора частиц.
В примере детектора частиц нейтронный детектор, имеющий по меньшей мере два канала и предпочтительно более двух каналов, выполнен с возможностью вмещения образца для измерения. Детектор определяет количество испускаемых частиц как количество событий обнаружения в каждом канале. Как описывалось выше, обнаружение испускаемой частицы в одном канале приводит к времени нечувствительности, в течение которого другие испускаемые частицы не могут быть обнаружены в этом канале. События обнаружения обрабатываются в процессоре или схеме обработки, связанной с детектором, для обеспечения последовательностей импульсов для каждого канала, из которых могут быть выведены потерянные импульсы в каждом канале. Поведение времени нечувствительности каждого канала в нейтронном детекторе определяется итеративно, и из полученного вывода потерянных импульсов в каждом канале генерируются поправочные значения, которые учитываются для гистограммы множественности нейтронных измерений с использованием детектора.
0
1
2
3,
R + A
Первоначальное обращение к фиг. 9 (предшествующий уровень техники) показывает известную технологию подсчёта множественности. Вкратце, запуск (этап s902) с помощью последовательности  импульсов времени нечувствительности в качестве входа для интервала R + A ("R+A gate"), гистограммы (m, m, m, m …) множественности собирается путём вычисления на этапе s904:
0
1
2
3,
A
Кроме того, для интервала A гистограмма (m, m, m, m …) множественности собирается путём вычисления на этапе s906:
0
1
2
3,
0
1
2
3,
0
1
2
3,
0
1
2
3,
R + A
A
R + A
A
То, что выводится (этап s908), является распределениями (m, m, m, m …) и (m, m, m, m …) множественности, на которые оказывается влияние времени нечувствительности. Полученные распределения (m, m, m, m …) и (m, m, m, m …) множественности используются для последующих вычислений, которые приводят к желаемой информации. Однако на эти множественные распределения оказывают влияние потери времени нечувствительности, поэтому их полезность ограничена.
Обращаемся теперь к фиг. 1, она показывает процесс измерения множественности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и включает в себя вышеупомянутые три части.
Следует отметить, что изобретение, описанное здесь, может быть применено к подсчёту нейтронов в общем, независимо от физического принципа, используемого для обнаружения нейтронов и преобразования событий обнаружения в последовательность импульсов. Кроме того, следует отметить, что изобретение описывается последовательно с точки зрения подсчёта нейтронов, но также применимо к любому виду прибора или устройства с аналогичными характеристиками.
Кроме того, следует отметить, что в той степени, в которой распределения Росси-Альфа используются в соответствии с вариантами осуществления изобретения, технологии коррекции времени нечувствительности, описанные здесь, не используют вышеупомянутое экспоненциальное поведение затухания. Следовательно, описанные здесь варианты осуществления изобретения применимы для более широкого диапазона устройств, чем детекторы тепловых нейтронов: они также применимы к аналогичным приборам с неэкспоненциальными характеристиками в их поведении по времени распределения Росси-Альфа.
Улучшенные алгоритмы коррекции времени нечувствительности являются необходимыми, поскольку используемые в настоящее время коррекции требуют знания параметров времени нечувствительности, которые часто точно не известны. Коррекция времени нечувствительности может существенно повлиять на результаты. Такие высокие скорости подсчёта - превышающие 128 импульсов в пределах интервала - ставят новые вызовы перед способами коррекции времени нечувствительности.
В соответствии с вариантами осуществления изобретения был разработан альтернативный способ коррекции времени нечувствительности, основанный на анализе данных из многоканального счётчика режима списка. Такие многоканальные счётчики режима списка доступны, например, в LANL с 32 каналами и временным разрешением 100 нс, или из Венгерской академии наук (PTR32), также использующей 32 канала и временное разрешение 10 с.
В соответствии с вариантами осуществления изобретения способ корректировки потери времени нечувствительности с использованием таких многоканальных счётчиков режима списка состоит из трёх частей следующим образом.
Первая часть является способом оценки потерянных импульсов путём сравнения прихода импульсов по разным каналам друг с другом, предполагающим, что поведение времени нечувствительности этих каналов является известным.
Вторая часть состоит в определении поведения времени нечувствительности этих каналов, используя некоторые основные свойства, касающиеся относительной эффективности каналов. Это итеративный процесс, включающий в себя способ оценки, разработанный в первой части.
Наконец, в третьей части потерянные импульсы оцениваются для последовательности импульсов, используя способ из первой части, и поведение времени нечувствительности, определённое во второй части. Это приводит в результате к дополнительной параллельной последовательности импульсов для оценённых потерянных импульсов. Пока выполняется измерение множественности, такие оценённые потерянные импульсы затем добавляются и перераспределяются для правильных интервалов с использованием вероятностных способов.
Оценка потерянных импульсов
В соответствии с вариантом осуществления изобретения способ оценки потерянных импульсов использует информацию о времени входящих импульсов по разным каналам. Процесс осуществляется следующим образом:
Следует подождать, пока импульс не будет записан на одном канале; для иллюстрации этот канал называется каналом «А». Затем этот канал A должен быть отключён на некоторое время, и в течение этого периода времени - первоначально неопределенного - периода времени нечувствительности на нём не должно быть записано или должно быть записано меньше импульсов, чем ожидалось.
Затем алгоритм измеряет скорость подсчёта в других каналах и сравнивает её со скоростью подсчёта канала A (в настоящее время находящегося в режиме времени нечувствительности).
Посредством выполнения этого действия во многих случаях (различных интервалов/периодов времени и каналах), алгоритм оценивает, сколько импульсов в среднем было потеряно в течение времени нечувствительности на канале A после того, как (запускающий) импульс был зарегистрирован там.
Это решает проблему, заключающуюся в том, что для более высоких скоростей подсчёта требуется более сложный способ оценки потерянного подсчёта вследствие наличия времени нечувствительности, чем описано, например, в документе EP-B-2478391. Причина этого заключается в том, что в таком случае также необходимо принимать во внимание эффекты второго порядка: как только другой импульс был зарегистрирован в канале, отличном от A, этот канал также находится в состоянии режима времени нечувствительности. Это необходимо принимать во внимание во время этой оценки, что фактически приводит к взаимному соединению каналов во время вычисления оценки. Для решения этой проблемы был найден подходящий способ вычисления, основанный на матричном вычислении, который описывается впоследствии.
1
2
В дальнейшем предполагается, что время проходит небольшими дискретными временными интервалами. Типичными значениями для интервалов являются 10 нс, 50 нс или 100 нс. Мера времени для всей последовательности импульсов обозначается как t (или t, t,… в зависимости от ситуации), в основном, в бесконечном масштабе.
В отличие от этого, временное расстояние от некоторого предшествующего импульса (например, время от предшествующего импульса в канале или время от запускающего импульса в распределении Росси-Альфа) обозначается как τ, чтобы не путать его с время t на общей последовательности импульсов. В случае, если разница во времени относится к конкретной разнице во времени на канале i и, возможно, к определённому, ведущему/запускающему импульсу в этом канале, она индексируется с помощью номера i канала.
В раскрытых здесь технологиях используются следующие обозначения:
t
t
i
i
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
C обозначает, наблюдался ли / был обнаружен импульс в канале i и в момент времени t; если был импульс, наблюдаемый в момент времени t в канале i, C = 0 в противном случае.
Ch обозначает максимальное количество доступных каналов.
t
t
i
i
<mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
L обозначает, был ли импульс потерян в канале i и в момент времени t: если был импульс, потерянный в момент t в канале i, L = 0 в противном случае.
t
i
l обозначает вычисленные (или оценённые) средние величины потерянных импульсов в канале i и в момент времени t. Это результат решения уравнения 1, приведённого ниже, и его значение может быть больше или равно 0, при этом 0 указывает, что за это время и в этом канале не было оценено ни одного потерянного импульса. В идеале, усредненные по времени его значения должны соответствовать
t
i
L :
i
e обозначает относительную эффективность канала i по отношению к сумме всех каналов и последовательности импульсов, не подверженных воздействию времени нечувствительности, что означает
i
Поскольку e представляет относительные эффективности соответствующих каналов, очевидно, что они сохраняются в отношении приведённого ниже уравнения 2 (Символ ≈ означает равенство в статистическом среднем.)
i
i
1
1
i
τ обозначает время, прошедшее с последнего предыдущего импульса на канале i. Если быть точным, τ = t- t, если последний предшествующий импульс на канале i был в момент времени t. В уравнении 1 τ отличается от канала к каналу, поскольку предшествующие импульсы на разных каналах возникают в разные моменты времени. Поэтому оно индексируется с номером канала i.
i
i
p(τ) обозначает вероятность потери импульса вследствие наличия времени нечувствительности на канале i в зависимости от времени τ, прошедшего с последнего предыдущего импульса в этом канале. p(τ) изменяет своё значение с истечением времени τ, прошедшего с последнего подсчёта, наблюдаемого на этом канале, поскольку вероятность потери времени нечувствительности зависит главным образом от этого времени.
i
i
Значения этой функции p находятся в пределах диапазона [0,1]: 1 означает, что потеря вследствие наличия времени нечувствительности определённо произошла, если в это время был импульс на канале i, 0 означает, что такая потеря не произошла бы вообще. Эти функции p отличаются от канала к каналу, в зависимости от типа электроники и других параметров.
i
i
i
t
Возвращаясь к фиг. 1: здесь проиллюстрирован вариант осуществления изобретения для процесса подсчёта множественности. В этом варианте осуществления относительная эффективность eотдельных каналов действует только как дополнительные входные параметры, которые, однако, легко получить. Процедура содержит приём (этап s102) последовательности C импульсов времени нечувствительности и относительные эффективности eканала. В этом варианте осуществления процесс состоит из трёх частей:
t
t
i
i
1) уравнение 1 (приведённое ниже) периодической повторяемостью устанавливается и решается (этап s106) для всех t в диапазоне последовательности C импульсов времени нечувствительности, если правая часть уравнения 1 не равна нулю. Эти решения приводят к оценённой потере импульсов последовательности l потерянных импульсов (ELPT). Это уравнение 1, и его повторяющиеся решения используются в новой процедуре измерения, отображённой на фиг. 1, а также в процедуре калибровки, отображённой на фиг. 6 (которая сама по себе является частью новой процедуры измерения на фиг. 1).
i
i
i
i
i
t
t
t
t
2) Процедура калибровки, как отображается на фиг. 6: она калибрует (этап s104) функции p(τ) поведения времени нечувствительности и содержит уравнение 1 (и его повторяющиеся решения из части 1). В процедуре калибровки используются некоторые основные свойства распределения Росси-Альфа из последовательности C + L импульсов с временем, не являющимся временем нечувствительности, которые также должны сохраняться для распределения Росси-Альфа из последовательности C импульсов с временем нечувствительности плюс оценённая последовательность l потерянных импульсов.
0
1
2
3
i
i
i
i
t
t
t
t
3) Построение (этапы s108, s110) скорректированной гистограммы множественности, как отображается на фиг. 8A и 8B: эта часть переставляет распределение (m, m, m, m, …) множественности, на которое оказывает влияние время нечувствительности, и перераспределяет его входы в соответствии с потерянными импульсами из оценённой последовательности l потерянных импульсов, чтобы получить скорректированное распределение  множественности. Эта часть (3) должна рассматриваться как независимая и дополняющая для двух предыдущих частей. Существует также другая информация, которая может быть получена с большей точностью из последовательностей C и l импульсов, чем она могла быть получена из одной последовательности C импульсов времени нечувствительности.
Эти части 1) - 3), описанные выше, используются для получения из соответствующих постоянных времени  (величина  является маленькой) для интервала R + A и  (величина является большой) для интервала A улучшенных распределений  и  множественности. Эти распределения, используемые для последующих вычислений, приводят к улучшению результатов.
t
t
t
i
i
i
Следует ещё раз отметить, что процедуры из частей 1) и 2) не зависят от процедуры измерения для получения распределений по множественности, таких как , как описывается в части 3), а также то, что оценённую последовательность l потерянных импульсов, полученную с помощью частей 1) и 2), можно также использовать для получения другой, скорректированной информации об исходной, но неизвестной последовательности C + L импульсов.
Результатом процесса на фиг. 1 являются скорректированные распределения  и  множественности (этап s112).
Этапы процесса по фиг. 1 будут обсуждаться более подробно в дальнейшем.
t
i
i
Средняя потеря импульсов рассчитывается посредством решения следующей матричной формулы 1 для неизвестных l, при условии, что вероятности потери p(τ) импульса являются известными:
Уравнение 1
С помощью решения уравнения 1 для каждого временного этапа t со значимой (то есть ненулевой) правой частью, другая последовательность импульсов для вычисленных/оценённых потерянных импульсов может быть установлена параллельно существующей. Это называется «Оценённая последовательность потерянных импульсов» (ELPT), см. фиг. 2.
На фиг. 2 показаны наблюдаемая/обнаруженная последовательность импульсов (вверху) и оценённая последовательность потерянных импульсов (ELPT) (внизу), полученные с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Числа на оценённых потерянных импульсах указывают на оценённую потерю импульсов в этой позиции. Обе наблюдаемые и оценённые последовательности импульсов, показанные здесь, уже суммируются по всем доступным каналам.
Определение поведения времени нечувствительности - калибровка системы
i
i
Проблема заключается в том, что поведение p(τ) времени нечувствительности канала после того, как он принял импульс, как правило, заранее неизвестно. Это также необходимо оценить, что означает, что система должна быть откалибрована. Это можно сделать с использованием самих данных измерений, воспользовавшись преимуществом следующего наблюдения: при условии, что последовательность импульсов без учёта времени нечувствительности, доля импульсов, принятых по одному каналу, статистически соответствует относительной эффективности e этого канала по отношению ко всем каналам.
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle><mo>≈</mo><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
Уравнение 2
Уравнение 2 можно переформулировать как
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle><mo>≈</mo><mfrac><mrow><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mrow><mi>j</mi><mo>≠</mo><mi>i</mi></mrow></munder><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>j</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>j</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
Уравнение 3
Это свойство последовательности импульсов без учёта времени нечувствительности в среднем сохраняется также в течение всего распределения по Росси-Альфа последовательности импульсов. Это равновесие, однако, нарушается такими эффектами, как время нечувствительности, имеющее место только в том канале, который недавно получил импульс («канал А»): если распределение Росси-Альфа различается между импульсами в канале А и в других каналах, этот эффект может быть хорошо виден на фигуре (см. фиг. 3).
На фиг. 3 показано распределение Росси Альфа моделируемой последовательности импульсов с потерянными импульсами вследствие наличия времени нечувствительности, полученной с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Если вычисление предполагаемых потерянных импульсов статистически соответствует действительно потерянным импульсам, так сказать
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle><mo>≈</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
<mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow>
потерянные импульсы могут быть заменены оценёнными потерянными импульсами в уравнении 4:
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle><mo>≈</mo><mfrac><mrow><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mrow><mi>j</mi><mo>≠</mo><mi>i</mi></mrow></munder><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>t</mi></munder><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>j</mi><mi>t</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>l</mi><mi>j</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
уравнение 4
i
Таким образом, итерационный процесс используется для постепенной адаптации своевременной формы функций p(τ) вероятности времени нечувствительности до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие в соответствии с уравнением 4: поскольку вторая последовательность импульсов в отношении оценённых потерянных импульсов доступна из многократного решения уравнения 1, может быть установлено распределение Росси-Альфа для оценённой последовательности импульсов без учёта времени нечувствительности, содержащее оба значения, в то же самое время различающиеся между оценёнными потерянными импульсами и наблюдаемыми потерянными импульсами. Различение в то же самое время между «Каналом A» и всеми другими каналами приводит к диаграмме, подобной фиг. 3. Используя это, можно легко проверить, достигнуто ли пропорциональное равновесие в соответствии с относительной эффективностью каналов из уравнения 4.
i
Согласно варианту осуществления изобретения, алгоритм для постепенной адаптации функций p(τ) вероятности времени нечувствительности является следующим:
1) Используется некоторая часть последовательности импульсов и для каждого канала i выстраиваются следующие распределения Росси-Альфа, в то же время различая импульсы в том же канале, что и запускающий импульс, и импульсы в других каналах.
а.  (τ) обозначает распределение Росси-Альфа наблюдаемых импульсов, когда запускающий импульс произошёл на канале i, а импульсы записываются только с канала i.
<mrow><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>O</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>O</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
b. И наоборот,  (τ) обозначает распределение Росси-Альфа наблюдаемых импульсов в другом месте, кроме канала i, в то время как запускающий импульс произошёл на канале i. При этом  (τ) и вместе дают обычное распределение Росси-Альфа для запускающих импульсов, происходящих на канале i, см. фиг. 4.
<mrow><mi>R</mi><msubsup><mi>A</mi><mi>i</mi><mrow><mi>O</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>O</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
На фиг.4 показаны распределения Росси Альфа, полученные с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления изобретения, включая части для (i) наблюдаемых импульсов в том же канале, что и запускающий импульс  (τ) и (ii) на каналах, отличных от канала запускающего импульса , (iii) оценённые импульсы в том же канале, что и запускающий импульс  (τ) и (iv) оценённые импульсы в каналах, отличных от запускающего импульса  (τ). Здесь показывается сумма по всем каналам.
i
i
2) процесс начинается с некоторого начального предположения о функциях p(τ) вероятности времени нечувствительности, например, вообще без времени нечувствительности: p(τ) = 0;
3) в выбранной части последовательности импульсов применяется способ оценки потерянных импульсов, описанный выше, путём решения уравнения 1 для каждого времени t со значимой (т.е. ненулевой) правой частью уравнения 1. Таким образом, рассчитывается оценённая последовательность потерянных импульсов (ELPT) для этой части последовательности импульсов, см. фиг. 2.
t
t
t
i
i
i
i
а. При этом для каждого канала i, для которого l > 0, берётся временное расстояние τ до последнего импульса на канале i перед l. Используя это временное расстояние (и только это расстояние), выстраивается распределение Росси-Альфа оценённых потерянных импульсов на канале i. Предполагается, что эта потеря, такая как оценённая с помощью l, должна вызываться посредством соответствующего ведущего импульса. Эти распределения Росси-Альфа обозначаются как  (τ), см. фиг. 5.
На фиг.5 показаны распределения Росси Альфа, полученные с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления изобретения, включая части для оценённых потерянных импульсов, связанных с запускающим импульсом, который, вероятно, вызвал его потерю  (τ), и оценённые потерянные импульсы в том же самом канале, что и запускающий импульс  (τ). Здесь показана сумма по всем каналам.
4) здесь используется последовательность ELPT из предыдущего этапа для построения дальнейших распределений Росси-Альфа: запускаются импульсы из исходной последовательности импульсов времени нечувствительности, но выстраиваются распределения Росси-Альфа для каждого канала i, с использованием оценённых потерянных импульсов из последовательности ELPT: снова производится различение между оценёнными потерянными импульсами на канале i и импульсами на других каналах. Последнее приведёт к распределению Росси-Альфа для оценённых потерянных импульсов на других каналах  (τ), см. фиг. 4. Первое представляет собой распределение Росси-Альфа оценённых потерянных импульсов исключительно на канале i  (τ), см. фиг. 4. Оно содержит  (τ), а также другие потерянные импульсы на канале i, не вызванные запускающим импульсом, но другим импульсом на канале i, см. фиг. 5.
5) Рассчитываются новые функции  (τ) вероятности времени нечувствительности согласно уравнению 5.
уравнение 5
i
6) Если критерий остановки не достигнут, p(τ) заменяется на  (τ) и происходит переход к этапу 3). В противном случае используется  (τ) как функции вероятности времени нечувствительности для соответствующих каналов.
Критерий остановки: существуют различные возможные критерии остановки для алгоритма калибровки, описанного выше. В одном варианте осуществления изобретения различия между новой и последней вычисленной вероятностью времени нечувствительности в виде взвешенной (по эффективности канала) суммы по всем каналам ограничиваются:
уравнение. 6
Это означает, что итерация останавливается, когда между двумя последовательными итерациями не наблюдается большого изменения рассчитанных вероятностей времени нечувствительности. Однако в другом варианте осуществления изобретения критерием является следующее:
уравнение 7
В альтернативном варианте осуществления изобретения можно остановиться в том случае, если пропорциональность, в соответствии с уравнением 4, в отношении ранней части распределения Росси-альфа (показанного на фиг. 3) между «каналом А» и остальными каналами была достигнута с заранее заданным пределом.
i
i
i
i
t
t
На фиг. 6 показана процедура калибровки, используемая на этапе s104 на фиг. 1. Здесь поведение p(τ) времени нечувствительности оценивается по части последовательности C импульсов. И здесь, конечно, нумерация i проходит по всем каналам i = 1,…, Ch и t проходит на протяжении времени, представляющем часть последовательности импульсов. Процедура начинается с приёма (этап s602) входных данных для процесса - части последовательности C импульсов времени нечувствительности и относительной эффективности e канала.
i
Далее (этап s604) строятся распределения  (τ) и  (τ) Росси-Альфа. Последующая обработка начинается (этап s606) с произвольными функциями p(τ) вероятности времени нечувствительности.
t
t
t
i
i
i
i
i
i
i
На последующем этапе (этап s608) выполняются следующие операции: (i) для каждого времени t в диапазоне части C определяется τ как разница во времени от последнего импульса в канале i до времени t и выстраивается уравнение 1 с использованием p(τ) и e; (ii) решается уравнение 1 для каждой ненулевой правой части; это даёт оценённую последовательность l потерянных импульсов; и (iii) одновременно выстраивается  (τ), используя оценённые потерянные импульсы l и временные расстояния τ до последнего импульса на канале i.
t
i
Далее (этап s610)  (τ) и  (τ) строятся из оценённой последовательности l потерянных импульсов. Затем новый  (τ) строится согласно уравнению 5 (этап s612).
i
На этапе s614 выполняется проверка того, был ли достигнут критерий остановки. Если нет, то выполняется операция (этап s616) для установки p(τ) =  (τ) и возвращение к этапу s608.
i
i
Однако если на этапе s614 обнаруживается, что критерий остановки был достигнут, выполняется операция (этап s618), чтобы установить p(τ) =  (τ) и вывести p(τ).
Корректировка гистограммы множественности
0
1
2
3
i
i
t
При подсчёте множественности, собирают гистограмму (m, m, m, m …) множественности: каждый m содержит информацию о частоте подсчёта импульсов i в пределах временного окна, запускаемого импульсом C.
0
1
2
0
1
2
0
Импульс запускается в момент времени t, при этом суммируются все импульсы, полученные за период времени (интервал) , с некоторыми фиксированными смещениями t и t от t (и, конечно, t < t). Это означает, что для данного t вычисление производится следующим образом:
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
M
При этом m увеличивается на количество запускающих импульсов
0
1
2
3
0
в гистограмме (m, m, m, m …). Это, конечно, имеет смысл, только в том случае, если в момент времени t присутствуют запускающие импульсы, т.е. если
0
1
2
3
В конце процесса номера m, m, m, m … и т.д. указывают, как часто были импульсы 0, 1, 2, 3 и т.д., учитываемые в пределах такого интервала, который запускается импульсом.
На гистограмму множественности оказывают влияние потери импульса вследствие времени нечувствительности по двум причинам.
0
1
2
3
Во-первых, если импульс потерян, он не может запустить интервал и, следовательно, интервал (и вместе с ним запись в гистограмме (m, m, m, m …)) теряется.
Во-вторых, количество импульсов
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
M
рассчитывается неправильно вследствие пропускания импульсов в пределах периода времени , поэтому на гистограмме может быть увеличено неправильное значение m.
t
t
t
i
i
i
i
0
1
2
3
Конечная цель состоит в том, чтобы корректировать эти потери, вызванные отсутствующими импульсами L: отсутствующие импульсы L оцениваются путем вычисления l с использованием уравнения 1, при этом оценивается поведение p(τ) времени нечувствительности, полученное при калибровке, описанной выше. Это даёт вторую последовательность  импульсов, содержащую оценённые потерянные импульсы. Затем применяется подсчёт множественности, включающий в себя обе последовательности  и  импульсов следующим способом, в результате использования которого получаются четыре гистограммы (m, m, m, m …), ,  и :
t
t
i
i
1. Запускается (наблюдаемая/обнаруженная) последовательность C импульсов времени нечувствительности и подсчитывается импульсы C в интервале последовательности импульсов времени нечувствительности, как описывалось выше, рассчитывается
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
M
При этом m увеличивается на
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
0
1
2
3
В результате получается нормальная гистограмма (m, m, m, m …) множественности, подверженную влиянию времени нечувствительности.
t
t
i
i
1.1 Запускается последовательность C импульсов времени нечувствительности и подсчитывается импульсы l в интервале оценённой последовательности потерянных импульсов: рассчитывается
<mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
M
При этом m увеличивается на
<mrow><mi>x</mi><mo>⋅</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
.
0
1
2
3
В результате получается гистограмма , содержащая оценённую сумму потерянных импульсов в интервалах с множественностью M-1 (подвергаемой влиянию времени нечувствительности). Эти статистические данные показывают, как прежняя гистограмма (m, m, m, m …) множественности должна быть обновлена в дальнейшем.
t
t
i
i
2. Запускается оценённая последовательность l потерянных импульсов и подсчёт импульсов C в интервале наблюдаемой/обнаруженной последовательности импульсов времени нечувствительности: поскольку всегда есть наблюдаемый импульс одновременно с оценённым потерянным импульсом,
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
из этапа 1 используется как и раньше. Тогда  увеличивается на сумму запускающих импульсов в оценённой последовательности потерянных импульсов (ELPT)
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
.
В результате получается гистограмма  множественности времени нечувствительности для потерянных запускающих импульсов/интервалов, которую можно просто добавить к исходной гистограмме времени нечувствительности.
t
t
i
i
2.1. Запускается оценённая последовательность l потерянных импульсов и подсчитывается импульсы l в интервале оценённой последовательности потерянных импульсов: снова можно использовать результат
<mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle></mrow>
от этапа 1.1, полученный ранее. Этот параметр х взвешивается с суммой оценённых потерянных запускающих импульсов
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
,
т.е. для вычисления
<mrow><mi>x</mi><mo>⋅</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
.
Затем  увеличивается на
<mrow><mi>x</mi><mo>⋅</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
.
В результате получается гистограмма , содержащая среднее количество потерянных импульсов в потерянных интервалах с определённой (подвергнутой влиянию времени нечувствительности) множественностью M-1. Эти статистические данные показывают, как прежняя гистограмма множественности должна быть обновлена в отношении потерянных импульсов внутри её интервалов, прежде чем добавлять их к исходной гистограмме времени нечувствительности.
t
t
i
i
Фиг. 7 иллюстрирует подсчёт множественности с использованием технологий в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показывая исходную последовательность C импульсов времени нечувствительности и последовательность l импульсов для оценённых потерянных импульсов.
Чтобы визуализировать приведённое выше описание алгоритма, рассмотрим пример, показанный на фиг. 7: Две последовательности импульсов уже представляют сумму по каналам:
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
для наблюдаемой последовательности импульсов и
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow>
для оценённой последовательности потерянных импульсов соответственно.
1. Таким образом, интервал для наблюдаемых импульсов
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>9</mn></mrow>
,
и количество запускающих импульсов
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
,
9
поэтому m должно быть увеличено на 1.
1.1 В пределах интервала для оценённой последовательности потерянных импульсов сумма импульсов равна
<mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></munderover><mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>3.7</mn></mrow>
,
поэтому  должно быть увеличено на
<mrow><mi>x</mi><mo>⋅</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>3.7</mn><mo>⋅</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>3.7</mn></mrow>
.
2. Сумма оценок потерянных запускающих импульсов
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>0.5</mn></mrow>
,
9
поэтому n увеличивается на
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>0.5</mn></mrow>
.
<mrow><msub><mrow><mover accent="true"><mi>n</mi><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mn>9</mn></msub></mrow>
<mrow><mi>x</mi><mo>⋅</mo><mstyle displaystyle="true"><munder><mo>∑</mo><mi>i</mi></munder><mrow><msubsup><mi>l</mi><mi>i</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>3.7</mn><mo>⋅</mo><mn>0.5</mn><mo>=</mo><mn>1.85</mn></mrow>
2.1 И наконец, увеличиваем на .
t
i
i
i
В уравнении 1, оценка потерянного импульса вычисляется для (по меньшей мере) одного опорного импульса: опорные импульсы являются теми импульсами C на правой стороне уравнения. 1, которые имеют значение 1. Вышеуказанное уравнение 1 означает, что эти опорные импульсы могут отображаться на канале j вместо канала i. Вероятность этого является комбинацией вероятности p(τ) потери импульса на канале j и его относительной эффективности e. Однако в этом случае опорный импульс должен был бы отображаться не на канале i, а на канале j.
Поэтому один импульс (опорный импульс) вычитается из множественности M во время коррекции: что касается множественности M-1 (означает M минус один опорный импульс), в интервале было  пропущенных импульсов, измеренных в  таких интервалов. Статистическое распределение того, как пропущенные импульсы распределяются по интервалам с М-1 наблюдаемыми импульсами (минус опорный импульс), следует распределению Пуассона с параметром , обозначаемым как .
Коррекция работает следующим образом: создаётся новая гистограмма  и записи гистограмм  и  перераспределяется в неё для всех i = 0, 1, 2, 3,… следующим образом:
<mrow><msubsup><mi>m</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mi>j</mi></mrow><mrow><mi>n</mi><mi>e</mi><mi>w</mi></mrow></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>m</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mi>j</mi></mrow><mrow><mi>n</mi><mi>e</mi><mi>w</mi></mrow></msubsup><mo>+</mo><msub><mi>m</mi><mi>i</mi></msub><mo>⋅</mo><mi>P</mi><mi>o</mi><mi>i</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mrow><mover accent="true"><mi>m</mi><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>/</mo><msub><mi>m</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>j</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
для j = 0, 1, 2,…
уравнение 8
<mrow><msubsup><mi>m</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mi>j</mi></mrow><mrow><mi>n</mi><mi>e</mi><mi>w</mi></mrow></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>m</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mi>j</mi></mrow><mrow><mi>n</mi><mi>e</mi><mi>w</mi></mrow></msubsup><mo>+</mo><msub><mi>n</mi><mi>i</mi></msub><mo>⋅</mo><mi>P</mi><mi>o</mi><mi>i</mi><msub><mi>s</mi><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mrow><mover accent="true"><mi>n</mi><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>/</mo><msub><mi>n</mi><mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>j</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
для j = 0, 1, 2,…
уравнение 9
Гистограмма  множественности, рассчитанная, как описывалось выше, теперь корректируется с учётом потери времени нечувствительности.
1
1
2
1
Как было описано во вводной части, обычно выстраиваются две такие гистограммы - одна для «интервала R + A» ("R+A gate"), интервал , где tимеет маленькую величину (называемую предварительной задержкой) и вторая гистограмма для «интервала A» ("A gate"), это интервал с большим t, который во много раз превышает время жизни нейтрона в детекторе, причём разность t - tтакая же, как и для «интервала R + A».
t
t
i
i
1
2
На фиг. 8 показана процедура вычисления скорректированного распределения множественности на этапах s110 и s112 на фиг. 1. Процедура начинается с приёма (этап s802) в качестве входных данных последовательности C импульсов времени нечувствительности, оценённой последовательности l потерянных импульсов, и временных расстояний t, t.
0
i
i
t
t
В дальнейшем на этапе s804 выполняются следующие операции: для каждого времени t в диапазоне последовательностей C и l импульсов, для которых
следует выполнить следующее:
(i) собрать гистограмму  множественности с помощью вычисления:
и увеличивая  на
(ii) собрать гистограмму с помощью вычисления:
и увеличивая  на
и
кроме того, если
Выполнить следующее:
собрать гистограмму  множественности, увеличив  на
собрать гистограмму , увеличив  на
Затем, на этапе s806, новая скорректированная гистограмма  множественности создаётся следующим образом: (i) изначально установлено ; (ii) затем записи гистограмм  и  перераспределяются в эту новую гистограмму, согласно уравнениям 8 и 9 (где  обозначает распределение Пуассона с параметром ):
для j = 0, 1, 2, 3, …
для j = 0, 1, 2, 3, …
t
t
i
i
И наконец, новая скорректированная гистограмма  множественности выводится на этапе s808. Таким образом, дополнительная информация собирается из последовательностей C и l импульсов, которые используются для исправления гистограммы  множественности, на которую оказывается воздействие времени нечувствительности, с использованием распределения Пуассона.
Процедура измерения с использованием способа коррекции времени нечувствительности, показанного на фиг. 1, даёт скорректированные распределения  множественности для интервала R + A и  для интервала A, которые используются для последующего вычисления и приводят к более точным результатам, чем обычно используемые распределения  и  из фиг. 9.
Практические испытания
Авторы изобретения реализовали программное обеспечение, воплощающее вышеописанные технологии. При испытании программного обеспечения с использованием моделирования можно продемонстрировать, что
а) этот новый способ является точным для потерь времени нечувствительности до 15% с разницей в несколько % между оценочной и истинной потерей импульсов (то есть на основе потери импульсов, например, на основе 15%); и
b) Частота импульсов от 100 000 до 150 000 импульсов в секунду может обрабатываться с использованием одного ядра имеющегося в продаже процессора Intel i7 (дальнейшее повышение скорости будет возможно при использовании распараллеливания с несколькими ядрами).
Ниже приведены основные преимущества по сравнению с другими способами, обычно используемыми для коррекции времени нечувствительности при подсчете нейтронов.
Улучшенная точность для случаев с высокой скоростью подсчёта: поскольку технологии в соответствии с вариантами осуществления изобретения были специально разработаны для коррекции потерь времени нечувствительности для случаев с высокой скоростью подсчёта, это обеспечивает улучшенную точность для оценки потерь импульсов вследствие наличия времени нечувствительности для этих высоких и очень высоких скоростей подсчёта и/или больших потерь импульсов вследствие наличия времени нечувствительности (особенно по сравнению, например, с технологиями, описанными в документе EP 2 478 391 В1).
В принципе способ корректирует любой «момент»: поскольку (i) гистограммы R + A и A множественности используются для последующего вычисления «одиночек» (суммарной скорости подсчёта), «двойников» (количества коррелированных пар импульсов в последовательности импульсов), «троек» (число наборов из трёх коррелированных импульсов в последовательности импульсов) и других «моментов» более высокого порядка, а также (ii) вследствие того факта, что этот способ напрямую корректирует гистограммы R + A и A множественности, технологии в соответствии с вариантами осуществления изобретения в принципе работают для корректировки «одиночек», «двойников», «троек» и других «моментов» более высокого порядка.
Возможно уменьшение или отсутствие предварительной задержки: в принципе, технологии в соответствии с вариантами осуществления изобретения не используют предварительную задержку в классическом смысле для «интервала R + A» ("R+A gate"), как описывалось выше. Так как классическая предварительная задержка (обычно 1,5 - 4,5 мкс) обрезает раннюю часть распределения (как можно увидеть на распределении Росси-Альфа), давая статистически большую часть самых высоких множественностей, эта (качественно лучшая) часть измерения является потерянной. Однако, поскольку до настоящего времени точный способ, в котором имеет место потеря времени нечувствительности, не мог быть измерен (и различался между детекторами), другой возможности не существовало. Используя технологии в соответствии с вариантами осуществления изобретения, можно измерять потерю времени нечувствительности, и этого недостатка можно избежать: предварительная задержка может быть уменьшена или даже полностью исключена, что приводит к увеличению «доли интервала» ("gate-fraction") и, в принципе, к улучшению качества результатов измерений.
Предварительная калибровка прибора не требуется: калибровка выполняется с использованием самих данных измерений, что приводит к упрощению процедур измерения. Нет необходимости в отдельном источнике калибровки.
Инструмент, включающий в себя технологии в соответствии с вариантами осуществления изобретения, может быть легко реализован: испытания с использованием демонстрационной программы, основанной на этом способе, показали, что от 100000 до 150000 импульсов в секунду могут обрабатываться с использованием одного ядра имеющегося в продаже процессора Intel i7. Дальнейшее повышение скорости будет возможно при использовании распараллеливания с несколькими ядрами. Этого будет достаточно, чтобы выполнить оценку данных в режиме, близком к режиму реальному времени, что в принципе возможно для построения инструмента, который сам выполняет коррекцию, облегчая тем самым процесс измерения и оценки.
Хотя варианты осуществления изобретения были описаны со ссылкой на варианты осуществления, имеющие различные компоненты в их соответствующих вариантах реализации, следует принимать во внимание, что другие варианты осуществления используют другие комбинации и перестановки этих и других компонентов.
Кроме того, некоторые из вариантов осуществления изобретения описываются в данном документе как способ или комбинация элементов способа, который может быть реализован процессором компьютерной системы или другими средствами выполнения функции. Таким образом, процессор с необходимыми инструкциями для выполнения такого способа или элемента способа образует средство для осуществления способа или элемента способа. Кроме того, описываемый здесь элемент варианта осуществления изобретения устройства является примером средства для выполнения функции, выполняемой элементом с целью осуществления изобретения.
В приведённом здесь описании изложены многочисленные конкретные детали. Однако понятно, что варианты осуществления изобретения могут быть реализованы на практике без этих конкретных деталей. В других случаях общеизвестные способы, структуры и технологии не были подробно показаны, чтобы не затруднять понимание этого описания.
Таким образом, хотя было описано то, что считается предпочтительными вариантами осуществления изобретения, специалисты в данной области техники понимают, что могут быть сделаны другие и дополнительные модификации без отклонения от сущности и объёма изобретения, и эта заявка предназначается для того, чтобы заявлять обо всех таких изменениях и модификациях, которые входят в объём изобретения. Например, любые формулы, приведённые выше, просто представляют процедуры, которые могут быть использованы. Функциональность может быть добавлена или удалена из блок-схем, и операции могут быть взаимозаменяемы между функциональными блоками. Этапы могут быть добавлены или удалены по отношению к способам, описанным в пределах объёма настоящего изобретения.