新型波形甄别器的设计

随着天体的硬Ｘ射线辐射的实验观测的发展，对于脉冲形状甄别器（ＰＳＤ）提出了苛刻的要求，使得原来的基于脉冲前沿测量的甄别器难以适应这类实验的需要。本文提出一种新的ＰＳＤ，它充分利用了包含在光电管输出波形的前沿及后沿中的闪烁晶体的发光衰减时间的信息，因此具有较高的甄别效率，能有效地抑制Ｃｏｍｐｔｏｎ成分，它特别适用复合晶体探测器。本工作分为二部分，本文是第一部分，叙述研制这种新型的ＰＳＤ的原理与必要性，并给出对这套线路的蒙特卡洛计算模拟的结果。本工作的第二部分给出具体的线路及测试结果。     

CIAE2170型脉冲形状甄别器技术性能测量

ＣＩＡＥ２１７０是中国原子能科学研究院新研制的脉冲形状甄别器。该仪器已在中子物理、中子核数据测量及裂变物理实验中应用，经受了连续２００ｈ，累计１５００ｈ以上的长期工作的考验，性能稳定，达到了国外同类仪器的先进水平。特别是在５一４５°Ｃ范围内，它的温度稳定性＜０．１０ｎｓ／℃。     

CIAE2170型脉冲形状甄别器的研制

研制的ＣＩＡＥ２１７０型脉冲形状甄别器已应用于中子物理、中子核数据测量及裂变物理实验中，进行１５００ｈ以上，连续工作２００ｈ的长期工作的考验，稳定可靠。它的各项技术性能经严格测试，在国内没有同类产品能与之相比，达到国内领先、国外同类仪器的先进水平。特别是它的温度稳定性在５—４５℃范围内，达到＜０．１０ｎｓ／℃。     

基于数字化技术的芪晶体探测器脉冲形状甄别方法研究

建立了一套基于芪晶体探测器和示波器的数字化中子谱仪,数据获取和处理由基于Lab-VIEWTM发展的软件完成。用电荷积分法、过零时间法、上升时间法和脉冲梯度法实现了对镅铍中子源测量的n/γ甄别。实验比较发现,电荷积分法效果最好且易于实现,具有较好抗噪能力的过零时间法也显示了较好的n/γ甄别能力。     

利用向量投影法对α、γ粒子进行脉冲形状甄别

提出了一种脉冲形状的甄别方法——向量投影法，论述了向量投影法的原理和计算方法，对FADC采集的实测数据进行了计算，给出结果。证明了向量投影法可以实现α、γ粒子的脉冲形状甄别。     

基于FPGA的复合晶体二维脉冲形状甄别系统

在数字化前后沿脉冲形状甄别[1 ]的基础上,对脉冲数据采集系统进行改进,将脉宽信息直接加入脉冲事例信息.由此将脉冲事例的处理分为在线粗处理和离线精确处理:在线时设置一个偏大的阈值,只存储此阈值以下的事例信息;离线对获取的数据进行处理,得到脉冲幅度与脉冲宽度谱,根据谱的具体形状,设置精确的甄别阈进行事例判选.该设计很好地...     

液体闪烁体探测器n/γ甄别方法的现状与发展

n/γ射线甄别是中子探测的一个关键技术。简要阐述了液体闪烁体探测器中利用脉冲形状甄别n/γ射线的基本原理,综述了传统的基于模拟技术的n/γ射线甄别方法和近年来出现的基于数字技术的n/γ射线甄别方法,同时探讨了各种方法的原理和特点,并指出n/γ射线甄别方法的发展趋势。     

裂变材料中子-伽马脉冲形状甄别几何条件影响的模拟分析

快中子多重性分析技术是当前核材料衡算领域的热门研究方向。针对中子伽马脉冲形状甄别的效果在探测距离很近时明显变差的实验现象展开了研究。使用GEANT4工具箱模拟了液体闪烁体探测器测量裂变中子伽马的粒子输运过程,并基于计算机模拟数据分析了使用BC-501A液体闪烁体探测器测量裂变中子时,裂变物质与探测器的距离(几何效率)对中子-伽马甄别效果的影响。分析的结果与实验现象相符,表明在基于液体闪烁体探测器的核材料属性测量中,若单个探头的探测效率较高,裂变中子伽马脉冲叠加会严重影响甄别结果和测量计数。     

EJ339液闪探测器n-γ脉冲形状甄别方法比较

该课题通过实验数据测量和分析,比较EJ339液体闪烁体n-γ脉冲形状甄别上升时间法和电荷比较法的优劣.文中将EJ339液体闪烁体与数字化电路结合对传统的n-γ脉冲形状甄别方法进行了改进,通过对Ra-Be、Am-Be等中子源进行中子和γ脉冲波形数据测量采集,对所采集的数据通过Matlab处理分析,得到了 n-γ脉冲形状甄...     

用于复合晶体探测器的数字波形甄别方法研究

本文设计了-个基于DSP的数字波形甄别系统,在此基础上研究了BP神经网络法、最佳线性法、等效宽度法、脉冲前后沿宽度法等数字甄别方法,给出了NaI(Tl)和csI(Na)复合晶体探测器的甄别结果,并从甄别能力、运算速度、抗干扰能力等方面进行了比较和讨论,结果表明BP神经网络甄别方法具有最大的甄别能力和抗干扰能力,同时能够满足系统实时甄别的要求.     

A real-time neutron-gamma discriminator based on the support vector machine method for the time-of-fiight neutron spectrometer

A new neutron-gamma discriminator based on the support vector machine (SVM) method is proposed to improve the performance of the time-of-fiight neutron spectrometer. The neutron detector is an EJ-299-33 plastic scintillator with pulse-shape discrimination (PSD) property. The SVM algorithm is implemented in field programmable gate array (FPGA) to carry out the real-time sifting of neutrons in neutron-gamma mixed radiation fields. This study compares the ability of the pulse gradient analysis method and the SVM method. The results show that this SVM discriminator can provide a better discrimination accuracy of 99.1%. The accuracy and performance of the SVM discriminator based on FPGA have been evaluated in the experiments. It can get a figure of merit of 1.30.     

Analog rise-time discriminator for CdZnTe detector

Due to variable time for charge collection,energy resolution of nuclear detectors declines,especially compound semiconductor detectors like cadmium zinc telluride (CdZnTe) detector.To solve this problem,an analog rise-time discriminator based on charge comparison principle is designed.The reference charge signal after attenuation is compared with the deconvoluted and delayed current signal.It is found that the amplitude of delayed current signal is higher than that of the reference charge signal when rise time of the input signal is shorter than the discrimination time,thus generating gating signal and triggering DMCA (digital multi-channel analyzer) to receive the total integral charge signal.When rise time of the input signal is longer than discrimination time,DMCA remains inactivated and the corresponding total integral charge signal is abandoned.Test results show that combination of the designed rise-time discriminator and DMCA can reduce hole tailing of CdZnTe detector significantly.Energy resolution of the system is 0.98％@662 keV,and it is still excellent under high counting rates.     

基于数字化脉冲处理器的α/β射线甄别方法研究

表面污染检测设备多采用ZnS(Ag)和塑料闪烁体组成的复合探测器对α/β射线进行同时测量,其中α/β射线的甄别方法至关重要。传统的甄别方法主要有脉冲幅度甄别法和脉冲宽度甄别法,其受模拟元件参数的影响而甄别稳定性降低。本文基于数字化脉冲处理器对α/β射线进行甄别,在FPGA内部构建电流恢复器、两路方形滤波器、比值计算器计算两路方形滤波器的输出峰值的比值。α/β射线在比值统计图中的不同区间呈高斯分布,由此实现对α/β射线的甄别。结果表明：该甄别方法能实时甄别出α/β射线,甄别品质因子为352,串道比均小于05%。对α、β探测效率分别不小于577%、37%。     

背散射成像系统的甄别级CZT探测器特性研究与应用

为设计适用于康普顿背散射成像系统,通过分析成像系统及CdZnTe探测器性能,并考虑到相应核电子学电路的噪声特性,设计了甄别级CdZnTe探测器,并设计了相应的低噪声电荷灵敏前置放大器和主放大器.在常温下,5mm×5mm×5mm的甄别级CdZnTe探测器与核电子学电路系统对于662 keV的137Cs源,其能量分辨率小于4%.     

β-γ混合场测量中的粒子甄别研究概述

β-γ混合辐射场测量中需要甄别入射到探测器中的粒子类型,旨在为进一步开展β/γ甄别和测量研究提供有价值的资料。论文概述并分析了粒子甄别方法及其原理,指出叠层闪烁探测器是最适合用于现场β/γ甄别和测量的解决方案。从探测器结构设计与判定方法和脉冲形状甄别算法两个角度回顾了利用叠层闪烁探测器甄别β/γ粒子的研究现状,指出现有研究中存在的一些问题,并对进一步研究提出相关改进建议。     

卡钳式脉冲电流探测器研究

介绍了一种卡钳式、脉冲电流探测器的研制情况,给出了原理与结构。详细介绍了该探测器的特点和特性参数,同时还给出了探测器的灵敏度、频谱等标定数据以及在实验中的使用情况等。     

GRM复合晶体探测器读出系统设计

针对SVOM卫星中的γ暴监视仪的叠成闪烁体探测器,设计了一套混合信号读出系统,用于获取GRM复合晶体探测器输出电压脉冲幅度与信号宽度,并根据脉冲的宽度对信号进行甄别分类。在系统设计中采用FPGA对系统进行时序控制,使用高速峰值保持电路对复合晶体输出信号进行峰值保持,利用RS232数据接口完成测试系统与PC机的数据交换。测试结果表明,本工作所设计的系统可稳定可靠地实现对复合晶体输出信号的获取与甄别分类。     

嫦娥一号卫星X射线谱仪能量响应矩阵的计算

介绍了嫦娥一号卫星X射线谱仪能量响应矩阵的计算方法,根据谱仪标定试验的标定数据计算了谱仪各路探测器的能量响应矩阵;根据谱仪的能量响应矩阵由直接解调方法对试验测得的放射源能谱和元素荧光能谱进行了解谱,较好的重现了放射源和各元素的特征能量.     

放射性氙叠层闪烁探测器的设计与初步实验

放射性氙的4种同位素131 Xem、133 Xe、133 Xem和135 Xe是地下核试验最重要的示踪气体,是目前CTBTO全球监测系统监测的主要核素。本文设计并研制了一种针对低水平放射性氙测量的叠层闪烁探测器,可实现放射性氙4种同位素的β-γ符合测量,简化了探测器结构。利用MCNP5工具包模拟了两种结构的探测器,获得了β闪烁层的最佳厚度,1.5mm厚塑料闪烁体BC404几乎完全屏蔽4种氙同位素的β信号,135 Xe的910keV特征β射线仅0.8%沉积在γ闪烁层CsI(Tl)中,而对133 Xe的81keV特征γ射线吸收低于6.5%;观察到明显的氙气样品自吸收效应,氙气气压由0.1 MPa增加到0.25 MPa时,氙气对133 Xe的346keVβ射线吸收增加45.6%。基于模拟结构设计,研制了用于放射性氙测量的叠层闪烁探测器,初步实验结果表明叠层闪烁探测器能有效抑制本底计数,抑制因子约96.4±1.0。