蘇兆鋒，邱愛(ài)慈，來(lái)定國(guó)，任書(shū)慶，孫鐵平

（西北核技術(shù)研究所，西安710024；強(qiáng)脈沖輻射環(huán)境模擬與效應(yīng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710024）

由于X射線在科研、工業(yè)、國(guó)防及醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已建立了許多X射線輻射源［1－13］。輻射源產(chǎn)生的X射線能譜是決定其應(yīng)用的重要指標(biāo)，通過(guò)測(cè)量射線的能譜和強(qiáng)度可以研究軔致輻射X射線和效應(yīng)物的作用關(guān)系，還可以了解脈沖輻射裝置的性能，這對(duì)改進(jìn)裝置和靶材的設(shè)計(jì)等都具有十分重要的意義。從系統(tǒng)電磁脈沖效應(yīng)試驗(yàn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，X射線為效應(yīng)試驗(yàn)研究提供電磁輻照環(huán)境，其能譜測(cè)量的精確程度直接影響參試電子設(shè)備狀態(tài)設(shè)置、電磁脈沖損傷結(jié)果及抗電磁脈沖保護(hù)技術(shù)等后續(xù)工作的發(fā)展。

由于脈沖X射線強(qiáng)度大，能譜范圍寬，脈沖持續(xù)時(shí)間短，電磁環(huán)境復(fù)雜，要求測(cè)量系統(tǒng)有較快的時(shí)間響應(yīng)、較好的能量分辨能力，同時(shí)要保證在電磁干擾環(huán)境下對(duì)待測(cè)信號(hào)的高效鑒別，測(cè)量難度較大。盡管經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，該領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展，但仍有部分關(guān)鍵技術(shù)有待解決，脈沖X射線能譜測(cè)量技術(shù)依然是脈沖輻射場(chǎng)參數(shù)測(cè)量中的難題之一。

1 幾種常見(jiàn)的脈沖X射線能譜測(cè)量技術(shù)

常見(jiàn)脈沖功率裝置產(chǎn)生的脈沖X射線能量范圍為1keV至幾MeV，脈沖時(shí)間寬度為幾十ns。針對(duì)這類X射線裝置，發(fā)展出了很多能譜測(cè)量技術(shù)和診斷手段，其中具有代表性的是吸收法、康普頓散射法、熒光法及多道分析法等。

1.1 吸收法

吸收法也稱為透射系數(shù)法、衰減透射法，在諸多測(cè)量方法中最為通用。該方法利用光子經(jīng)過(guò)不同材料、不同厚度的吸收片后在探測(cè)器上沉積能量的不同，通過(guò)在探測(cè)器陣列前面放置不同質(zhì)量厚度的吸收片，可以得到衰減程度不同的波形，再結(jié)合探測(cè)器的響應(yīng)函數(shù)，求解得到能譜［14－17］，還可以通過(guò)調(diào)整吸收片的質(zhì)量密度以適應(yīng)更寬的能量范圍，缺點(diǎn)是對(duì)波形質(zhì)量要求高，如果波形的信噪比較低，則后期解譜難度較大，不確定度變大。

早在1988年，美國(guó)圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Carlson等利用微分吸收譜儀（differential absorption spectrometer，DAS）測(cè)量了Saturn裝置產(chǎn)生的X射線能譜［14］，該譜儀由13種吸收片（鋁、銅和鉛等）和劑量片組成，射線能量范圍為150～900keV，圖1給出了能譜測(cè)量結(jié)果。

美 國(guó) Physics International Company 機(jī) 構(gòu) 的PITHON裝置可以產(chǎn)生能量小于300keV的硬X射線［6］，主要能量范圍為50～100keV，在該裝置上建立了射線參數(shù)測(cè)量診斷平臺(tái)，開(kāi)展了電子束及光子參數(shù)控制、束流引出及傳輸、劑量及能譜測(cè)量等技術(shù)研究。利用16道熱釋光劑量片配合濾片的測(cè)量方法，給出了探測(cè)器的響應(yīng)函數(shù)，結(jié)合DAS數(shù)據(jù)并使用迭代干擾法得到了該裝置的射線能譜，由于劑量片本身測(cè)量不確定度較大，需要退火封裝時(shí)間，測(cè)量效率不高。圖2為PITHON裝置硬X射線能譜的理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比。

圖1 Saturn裝置X射線能譜［14］Fig.1Experimental spectra of Saturn bremsstrahlung X－ray［14］

圖2 PITHON裝置硬X射線能譜的理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比［6］Fig.2Comparison of calculated and experimental spectra of PITHON bremsstrahlung X－ray［6］

2004年，中國(guó)工程物理研究院李成剛等設(shè)計(jì)了螺旋楔形測(cè)量裝置［18］，探測(cè)系統(tǒng)改用X光感光底片。底片用于探測(cè)通過(guò)測(cè)量裝置的光強(qiáng)，使用透射密度計(jì)掃描得到一組黑密度值，結(jié)合透射能量與黑密度之間的關(guān)系得到能譜，但未分析散射帶來(lái)的影響，且裝置無(wú)法給出脈沖的時(shí)間信息。圖3為測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)布局圖和測(cè)量結(jié)果。

2014年，王繼虎等利用吸收法測(cè)量了激光加速電子產(chǎn)生的Betatron射線輻射能譜［19］，光子能量為10keV～1.0MeV。針對(duì)射線特點(diǎn)，在探測(cè)器前放置不同材料、不同厚度的吸收片組合陣列，通過(guò)測(cè)量射線穿過(guò)吸收片后在探測(cè)器陣列上產(chǎn)生的信號(hào)，結(jié)合能量響應(yīng)和解譜算法，反推出能譜。

1.2 康普頓散射法

利用康普頓磁譜儀或康普頓譜儀［20－23］，通過(guò)測(cè)量康普頓散射產(chǎn)生的光子或電子的能譜，結(jié)合散射角度和能譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，反推得到入射光子的能譜。如果是通過(guò)測(cè)量康普頓散射產(chǎn)生的反沖電子能譜反推入射光子的能譜，則需要在反沖電子經(jīng)過(guò)的通道上施加垂直于入射方向的磁場(chǎng)，利用不同能量電子的偏轉(zhuǎn)位置不同，通過(guò)布置在不同位置上的探測(cè)器，可得到各種能量電子的數(shù)目。該方法是測(cè)量單次脈沖X射線、γ射線能譜的經(jīng)典方法，可以在光子總數(shù)較高的條件下較為精確地測(cè)量單脈沖能譜，而且利用薄靶還可以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。缺點(diǎn)是需要加置磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且價(jià)格昂貴，一般形體較大，使用空間受限。

20世紀(jì)90年代，美國(guó)圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Baldwin等設(shè)計(jì)了時(shí)間投影康普頓磁譜儀（time projection Compton spectrometer，TPCS）［24］，在康普頓散射產(chǎn)生的反沖電子路線上施加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，利用電子在譜儀軸線方向飛行時(shí)間的不同，測(cè)量反沖電子的能譜，并結(jié)合電子散射角度和能譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到了入射X射線的能譜。圖4為使用聚丙烯靶材，在3種功率水平下測(cè)量得到的Saturn裝置閃光X射線能譜。

圖4 Saturn裝置閃光X射線能譜［24］ig.4Experimental spectra of Saturn bremsstrahlung X－ray［24］

1.3 熒光法

在激光等離子體發(fā)射的X射線中，包含大量幾keV的低能光子，通常采用多道K吸收邊濾光片法（KF法）、濾波－熒光法（FF法）和超濾波－熒光法（HFF法）對(duì)其測(cè)量，這些方法分別適應(yīng)于不同的能段。在硬X光譜較低的能段，如1～10keV，電子溫度較低，只要選擇一組具有不同K邊能量的濾片就可以實(shí)現(xiàn)能量甄別。在X射線能量較高的能段，如10～88keV，通常采用FF法測(cè)量，其基本原理是［25］，具有連續(xù)能譜的X射線經(jīng)過(guò)原子序數(shù)為Z的濾片后，能量EX＞EK，Z（該濾片的K吸收邊能量）的X射線被強(qiáng)烈吸收，能量EX＜EK，Z的X射線輻照原子序數(shù)為Z－1的熒光片。由于能量EX＜EK，Z－1的X射線不能激發(fā)熒光片的K層熒光，只有能量處于EK，Z－1＜EX＜EK，Z區(qū)間的射線最終以一定的效率轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒釾射線到達(dá)探測(cè)器。適當(dāng)選擇組合濾片和熒光片材料，結(jié)合所測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度即可求得源區(qū)的X射線單能輻射亮度，進(jìn)而得到源的X射線能譜。FF法的特點(diǎn)是能量分辨率高，但探測(cè)效率低，只適合能量低于100keV的高通量X光譜測(cè)量。由于受材料中元素K吸收邊能量的限制，對(duì)能量大于100keV的X光譜，則采用HFF法測(cè)量，通過(guò)選擇濾片和熒光片的種類及厚度，可以調(diào)整超濾波－熒光能譜儀（HFFS）通道的峰值，以獲得較高能段的窄能帶熒光，從而得到能量大于100keV的X射線能譜。

熒光法對(duì)環(huán)境條件要求相對(duì)較低，且具有可調(diào)參數(shù)多及對(duì)本底輻射有較強(qiáng)抑制能力等優(yōu)點(diǎn)。但由于受材料中元素吸收邊能量的限制，測(cè)量范圍有限，在Z－pinch及激光聚變等大型ICF裝置的X射線能譜測(cè)量中有著廣泛的應(yīng)用。

1.4 多道分析法

常規(guī)的多道分析儀可以直接給出能譜，不同能量的粒子排列在多道分析器的不同位置，通過(guò)測(cè)量單個(gè)粒子的能量信息，在多次脈沖的累積中獲得射線能譜，分析儀的道數(shù)越多，輸入信號(hào)就分得越細(xì)，測(cè)量也就越精確。該方法要求在譜儀的分辨時(shí)間內(nèi)最多只有一個(gè)光子進(jìn)入到探測(cè)器中，不能發(fā)生脈沖信號(hào)的堆積事件。當(dāng)X射線源注量率較大時(shí)，通過(guò)降低注量率的方法，比如減小譜儀探測(cè)器對(duì)源的探測(cè)立體角，可以獲得單光子計(jì)數(shù)。同時(shí)，該方法對(duì)譜儀的本底計(jì)數(shù)也有要求。該方法應(yīng)用于脈沖射線源能譜測(cè)量時(shí)，需要射線源產(chǎn)生大量脈沖，重復(fù)性好，所以該方法比較適合137Cs、60Co標(biāo)準(zhǔn)源，或者核素能譜的測(cè)量。

圖5給出了Medipix2面陣型探測(cè)器測(cè)量得到的最高能量為120kV的X射線管的能譜［26］，該探測(cè)器由多個(gè)小的靈敏單元組成，每個(gè)靈敏單元只與一個(gè)光子發(fā)生作用，實(shí)現(xiàn)了單光子計(jì)數(shù)，最后借助探測(cè)器的輸出結(jié)果完成射線能譜的統(tǒng)計(jì)。

圖5 Medipix2探測(cè)器測(cè)得的X射線管能譜［26］ig.5Spectra of X－ray tube with the Medipix2detector［26］

在上述測(cè)量方法中，吸收法是通過(guò)吸收片的材料和厚度實(shí)現(xiàn)對(duì)射線的衰減，可以通過(guò)調(diào)節(jié)吸收片的質(zhì)量厚度及吸收片與光源的距離完成對(duì)不同能段射線的測(cè)量，測(cè)量范圍大，對(duì)探測(cè)器選型要求不高，易于形成陣列實(shí)現(xiàn)多路測(cè)量，適用的能譜范圍廣，對(duì)輻照環(huán)境要求不高，在束流參數(shù)測(cè)量診斷領(lǐng)域的應(yīng)用也最廣。無(wú)論何種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都需要和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，即通過(guò)蒙特卡羅程序模擬粒子在物質(zhì)中的耦合輸運(yùn)過(guò)程，結(jié)合二極管電流及電感修正后的二極管電壓得到電子能譜，模擬電子打靶過(guò)程，獲得軔致輻射X射線能譜，以此理論計(jì)算結(jié)果作為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。

2 解譜技術(shù)

基于吸收法的能譜測(cè)量裝置會(huì)獲得一組強(qiáng)度不同的透射數(shù)據(jù)，結(jié)合不同能段在吸收片中的能量沉積，得到一個(gè)線性方程組，解譜工作被轉(zhuǎn)化為該方程組的求解問(wèn)題。方程組呈高度病態(tài)，解譜方法的優(yōu)劣直接決定了能譜結(jié)果的有效性和真實(shí)性。

目前，已發(fā)展出了多種解譜方法，比如，直接求逆法［27－28］、拉普拉斯變換法［29－30］、迭代法［31－32］、微擾法［33－34］、期 望 最 大 值 法［35－37］及 奇 異 值 法［38－41］等。由于方程組呈高度病態(tài)，特別是能段較多時(shí)，直接求逆法雖然方便簡(jiǎn)捷，但不確定度很大，不易得到物理解。拉普拉斯變換法對(duì)低能射線的能譜求解效果良好，高能部分測(cè)量不確定度較大，適用范圍小，現(xiàn)已很少使用。迭代法需要準(zhǔn)確度較高的初始輸入能譜，否則很難得到收斂結(jié)果。

目前比較先進(jìn)的解譜方法是微擾法（WI）、期望最大值法（EM）及奇異值法（SVD），文獻(xiàn)［42］和［43］比較了它們的優(yōu)劣，圖6給出了在沒(méi)有初始能譜的情況下，這3種方法的解譜結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的比較。

圖6 3種方法解譜結(jié)果的對(duì)比［43］Fig.6Contrast of the three spectrum unfolding methods［43］

由圖6可以看出，微擾法和期望最大值法對(duì)初始能譜的準(zhǔn)確度要求較高，在不給定初始能譜的情況下得到的結(jié)果均不太理想。而奇異值法無(wú)需輸入假定的初始能譜，信噪比較高時(shí)其優(yōu)勢(shì)更為明顯，特別是通過(guò)引入一個(gè)與光子強(qiáng)度有關(guān)的補(bǔ)償函數(shù)后，進(jìn)一步控制了噪聲的影響，算法優(yōu)化為截?cái)嗥娈愔捣ǎ瑫?huì)得到更好的結(jié)果，使得能譜更靠近真實(shí)值，是目前較為先進(jìn)的一種解譜方法。

3 西北核技術(shù)研究所能譜測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

西北核技術(shù)研究所自2000年開(kāi)始，陸續(xù)在多個(gè)強(qiáng)脈沖輻射模擬加速器裝置上開(kāi)展了多個(gè)能段的脈沖X射線能譜測(cè)量技術(shù)研究，先后研制了以熱釋光劑量片、半導(dǎo)體探測(cè)器及閃爍探測(cè)器為測(cè)量核心模塊的能譜測(cè)量裝置，研究了X射線探測(cè)、吸收片選型、散射控制、射線準(zhǔn)直等關(guān)鍵技術(shù)，建立了粒子耦合輸運(yùn)的模擬計(jì)算方法，探索了能譜求解技術(shù)，實(shí)驗(yàn)獲得了脈沖X射線能譜，并提出了利用夾膜機(jī)構(gòu)和真空延伸段獲得真空環(huán)境下射線能譜的方法，消除了二極管末端金屬封板吸收光子對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的影響。

基于上述研究，郭紅霞和宋朝暉分別利用不同厚度的濾光片和熱釋光劑量片實(shí)驗(yàn)獲得了DPF裝置 （dense plasma focus，DPF）和“強(qiáng)光一號(hào)”加速器的脈沖X射線能譜［44－45］，如圖7所示，完成了濾光片的選配、靈敏度的標(biāo)定和能量響應(yīng)函數(shù)的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)獲得的能譜數(shù)據(jù)為加速器束流參數(shù)診斷提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

圖7 DPF裝置和“強(qiáng)光一號(hào)”加速器X射線能譜［44－45］Fig.7X－ray spectra in the DPF device and Qiangguang－Ⅰaccelerator［44－45］

2009年，全林研究設(shè)計(jì)了通過(guò)解析吸收片后的透射率，測(cè)量穩(wěn)定重復(fù)頻率快脈沖硬X射線輻射場(chǎng)能譜的實(shí)驗(yàn)方法［34］，通過(guò)測(cè)量不同吸收片后的光強(qiáng)，獲得了透射系數(shù)，并用微擾的數(shù)學(xué)方法對(duì)初始假定能譜進(jìn)行了有效修正，實(shí)測(cè)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果較為符合，但由于未考慮散射的影響，高能部分與理論計(jì)算結(jié)果差異較大，圖8為脈沖輻射場(chǎng)能譜實(shí)測(cè)結(jié)果和理論結(jié)果的對(duì)比。

“十二五”期間，以“閃光二號(hào)”加速器為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的高能注量X射線源建成。二極管電壓約600kV，阻抗2Ω，產(chǎn)生的X射線能譜是設(shè)備參數(shù)的考核指標(biāo)之一。為了解決二極管的真空封板對(duì)能譜測(cè)量結(jié)果的影響，在串級(jí)二極管末端設(shè)計(jì)了真空封膜機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)接連接段，與長(zhǎng)為4m的真空筒體連接，將能譜測(cè)量探頭置于筒體末端，信號(hào)通過(guò)筒體末端的封真空電纜陣列引出，消除了二極管末端真空封板對(duì)低能X射線的吸收帶來(lái)的影響。測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局如圖9所示。

圖8 脈沖輻射場(chǎng)能譜實(shí)測(cè)結(jié)果和理論結(jié)果的對(duì)比［34］Fig.8Comparison of theoretical and measured spectra of pulsed radiation field［34］

圖9 高能注量X射線源能譜測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.9Layout of spectra measurement system in the high energy fluence X－ray source

該測(cè)量系統(tǒng)由12路PIN探測(cè)器陣列、不同厚度的吸收片、散射控制裝置、射線準(zhǔn)直裝置及電源組成。其中，吸收片的選擇主要考慮材料元素的種類及材料厚度。一般來(lái)說(shuō)，輕元素材料密度較小，光子能量分辨率較低；高Z元素一般密度較大，但K層吸收邊能量偏大，在接近硬X射線的主要能段，波形有突變，給后續(xù)解譜帶來(lái)困難。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域資料及以往測(cè)試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，銅和鋁比較適合該能段光子的能譜測(cè)量。理論計(jì)算可知，待測(cè)硬X射線大部分光子能量分布在50～200keV，可以細(xì)化該能段的光子能譜，使得多數(shù)的吸收片對(duì)該能段的光子具有較高的分辨能力。針對(duì)能量低于200keV的光子，使用厚度7mm以下的銅及鋁吸收片，可以使光子衰減幾倍到上百倍，形成良好的衰減梯度。針對(duì)能量大于200keV的光子，使用6～13mm厚的銅吸收片，可吸收大部分的低能光子，對(duì)稍高能光子的分辨能力增強(qiáng)?？傊?，確定吸收片的厚度要綜合考慮不同能量射線的衰減程度、探測(cè)器靈敏度和線性范圍，以保證光子的透射率有一個(gè)良好的梯度。

對(duì)硬X射線能譜測(cè)量，散射是不可忽略的因素，可以通過(guò)技術(shù)措施降低散射成分，增加探測(cè)器所收集的粒子來(lái)源的合理性。理論計(jì)算及文獻(xiàn)結(jié)果顯示，散射主要和吸收片與探測(cè)器之間的距離有關(guān)［46］。以0.2cm厚的銅吸收片為例，利用MCNP程序，理論計(jì)算了散射光子占入射光子的比例Y隨探測(cè)器與吸收片之間距離d的變化關(guān)系，如圖10所示。

圖10 散射光子占入射光子的比例隨探測(cè)器與吸收片之間距離的變化趨勢(shì)［46］Fig.10Ratio of scatter photon number to incident photon number vs.the distance of the detector and the absorber［46］

圖10 顯示，隨著吸收片和探測(cè)器之間距離的增加，散射光子占入射光子的比例明顯降低，取Y＝5%為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)在吸收片及探測(cè)器之間加置不同厚度的隔離套筒，實(shí)現(xiàn)對(duì)散射的控制。利用這套測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)獲得了“閃光二號(hào)”加速器產(chǎn)生的脈沖硬X射線能譜［47］，如圖11所示。

圖11 “閃光二號(hào)”加速器的脈沖硬X射線能譜［47］Fig.11Spectra of pulsed hard X－ray in Flash－Ⅱ accelerator［47］

圖11 表明，光子的最高能量約為600keV，平均能量為89.1keV，理論計(jì)算值為93.6keV，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算值吻合較好，能量上限及譜形分布基本一致。在120～300keV能量段，實(shí)測(cè)能譜較理論模擬能譜偏硬，原因可能是由于實(shí)驗(yàn)中的散射成分比理論計(jì)算時(shí)偏高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境復(fù)雜，理論建模時(shí)無(wú)法完全與實(shí)驗(yàn)環(huán)境相符。

4 結(jié)語(yǔ)

能譜測(cè)量系統(tǒng)所處電磁環(huán)境復(fù)雜，測(cè)量能譜時(shí)干擾粒子多，存在二次電子－光子耦合和射線種類較多等困難。同時(shí)，射線強(qiáng)度、方向及能譜參數(shù)隨時(shí)間發(fā)生變化，并且待測(cè)信號(hào)的時(shí)間極短，脈沖寬度一般為幾十到百ns，這些均對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提出了較高的要求。此外，射線強(qiáng)度探測(cè)存在不確定度，電流型測(cè)量的積分性質(zhì)也使其具有一定的局限性，這使得十分精確地測(cè)量輻射場(chǎng)粒子能譜更加困難。雖然經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研機(jī)構(gòu)幾十年的研究，脈沖射線能譜測(cè)量技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但某些關(guān)鍵技術(shù)，比如解譜、不確定度分析等技術(shù)還有待進(jìn)一步提高。需要重點(diǎn)研究的工作有4個(gè)方面：

1）需要進(jìn)一步研究能量為MeV級(jí)，特別是十幾MeV的X射線能譜測(cè)量。這些能量下的輻射場(chǎng)通常是脈沖中子、γ射線、X射線、帶電粒子和電磁干擾的混合場(chǎng)，對(duì)探測(cè)器的粒子甄別能力提出了更高的要求，散射影響更大。由于目前缺乏高能標(biāo)準(zhǔn)X光源，探測(cè)器的靈敏度標(biāo)定只能采用理論計(jì)算的方式。光子能量高，能量跨度大，探測(cè)器容易超出線性范圍，以靈敏層直徑為10mm、厚度為300um的半導(dǎo)體探測(cè)器為例，線性電流約為2A，給吸收片選型帶來(lái)難度。

2）需要深入研究解譜方法。解譜方法很多，對(duì)不同的射線能段需要探索合適的解譜方法。

3）不確定度分析。脈沖X射線能譜的測(cè)量不確定度分析依然是該領(lǐng)域的技術(shù)難題。能譜測(cè)量技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，但尚未有文獻(xiàn)給出測(cè)量結(jié)果的不確定度，目前只能給出粗略的估計(jì)和定性分析。原因是不確定度來(lái)源很多，比如光場(chǎng)分布的不均勻性、光源的穩(wěn)定性、探測(cè)器個(gè)體差異、探測(cè)器接受光強(qiáng)的差異、噪聲、解譜等，有些源項(xiàng)難以量化。

4）能譜測(cè)量技術(shù)的規(guī)范化。目前，針對(duì)不同射線源和不同光子能量采用的測(cè)量方法不同。為確保脈沖輻射場(chǎng)射線能譜測(cè)量系統(tǒng)高可靠運(yùn)行，可以在技術(shù)成熟度較高的某個(gè)能段建立射線能譜測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備、測(cè)量方法、實(shí)驗(yàn)流程及數(shù)據(jù)處理方法等，驗(yàn)證能譜儀設(shè)計(jì)的有效性，提高脈沖射線能譜測(cè)量能力，科學(xué)客觀地評(píng)價(jià)和考核加速器束流水平。

總之，在后續(xù)的探測(cè)方法、裝置研制、實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)處理中，需要結(jié)合實(shí)際情況，開(kāi)展針對(duì)性研究，提高探測(cè)器的能量分辨及目標(biāo)粒子識(shí)別能力，優(yōu)化能譜求解方法，加強(qiáng)測(cè)量技術(shù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化，提高能譜結(jié)果的可信度。