数字化波形实时甄别技术研究现状

波形甄别是一种根据闪烁探测器信号形状差异来判别粒子种类的核物理诊断技术,在混合辐射场测量中起着重要作用。本文对波形甄别技术的发展趋势作了概述,并详细介绍了数字化波形实时甄别技术的研究现状。     

上升时间甄别法测量中子能谱

波形甄别法是测量中子-γ射线混合场中快中子能谱的一种方法。本工作利用大体积NE213液体闪烁体,以及标准NIM插件,搭建了利用上升时间甄别法测量中子脉冲幅度谱的一套测量设备。本文基于蒙特卡罗方法计算得到闪烁体对中子的响应函数矩阵后,使用60Coγ放射源对测量得到的中子脉冲幅度谱进行刻度,然后通过解谱,得到了加速器单能中子源的解谱结果,该结果与参考谱是一致的。     

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。     

涂硼CsI(Tl)探测器n-γ信号仿真及数字甄别方法研究

根据在涂硼CsI(Tl)探测器中产生的γ射线、中子脉冲信号的特征,利用电荷比较法、上升时间法、频率梯度法、向量投影法、聚类分析法、神经网络法完成了n/γ射线甄别。结果表明了这些方法均可以实现对涂硼CsI(Tl)探测器的中子甄别,这为今后搭建涂硼CsI(Tl)探测器的中子实时甄别系统打下基础。     

γ射线闪烁体探测器响应函数模型研究

建立了一种可用于γ射线能谱分析的CsI(Tl)闪烁体探测器响应函数(DRF)模型,并对0.05~1.5 MeVγ射线能谱进行了拟合。描述γ射线能谱特征的每个函数均是基于对射线作用机制的分析,采用权重最小二乘法实现了22 Na、60 Co、137 Cs、238Pu实验能谱的拟合,并同时得到了函数中与射线能量相关的非线性参数。最后利用该DRF模型对CsI(Tl)探测器测量152 Eu源的γ射线能谱进行了拟合,结果表明,此DRF模型可较好地应用于γ射线能谱的分析。     

用于核反应测量的脉冲波形数字甄别系统设计方案

针对核物理实验对核反应测量脉冲波形甄别系统的性能要求,提出了基于多片高速A/D和高端FPGA的数字化脉冲波形甄别系统设计方案。高速A/D完成对探测器输出波形信号的数字化,而后通过可编程的方式在FPGA内部采用先进的数字信号处理算法完成对信号的甄别,可以解决模拟电子线路对超大信号难以处理的问题,进而对探测器输出不同粒子特征进行准确提取,实现准确实时地触发高速数据采集主板系统。     

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...     

基于DP310采集卡的数字化n-γ甄别

以DP310数据采集卡为基础,对液体闪烁探测器BC501A的输出信号进行了数字化n-γ甄别研究。分别采集了探测器阳极以及经放大器ORTEC460的信号,采用电荷比较法和上升时间法对探测器的n-γ甄别能力进行了研究。研究结果表明：采用上升时间甄别方法时,采样频率越高,甄别能力越强,当上升时间的选取区间为脉冲幅度的10%～80%时,其甄别能力最强;采用电荷比较法时,当快成分积分时间为25ns时,n-γ脉冲甄别能力最强,其M因子为1.56。     

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。     

n-γ脉冲信号的仿真及其波形甄别技术研究

在中子探测过程中实现n-γ脉冲信号的甄别对中子探测具有重要意义。本文在LabVIEW平台上实现了n-γ脉冲信号仿真单元,并用电荷比较法和脉冲持续时间法对其产生的n-γ脉冲信号进行了数字化甄别。仿真实验及数据处理结果表明,电荷比较法与脉冲持续时间法都能实现n-γ甄别,但后者的甄别能力更强。     

CLYC探测器n/γ聚类甄别方法研究

为了高性能分辨探测中子与γ射线,搭建了一套基于Cs₂LiYCl₆:Ce³⁺(CLYC)探测器和数字示波器的数字化核脉冲采集系统。通过Matlab编程,研究了系统聚类法和K-means聚类法两种n/γ脉冲波形甄别方法,并与传统的电荷比较法进行了对比。结果表明,两种聚类法均可准确分辨脉冲类别,K-means聚类法在计算时间和内存占用方面更具优势,有利于实时脉冲处理。该研究为研制基于CLYC探测器的n/γ双模式探测谱仪提供了一种有用的脉冲波形甄别技术解决方案。     

一个CsI（T1）探测器脉冲形状分辨p、α和γ的电路

本文描述了一个用于（中子、带电粒子）核反应双微分截面测量中分辨ｐ、α和γ的脉冲形状电路的研制、性能测试。使用该电路，可以满意地分辨ｐ、α和γ。     

基于BP神经网络的n/γ甄别方法研究

常用的有机闪烁体探测器对中子和γ射线均敏感,所以消除或减弱γ射线在中子探测技术中的影响是必要的。考虑到BP神经网络能实现分类器的功能,因此本文结合脉冲形状甄别技术与BP神经网络,将BP神经网络应用在中子与γ射线混合场的粒子甄别中。通过训练BP神经网络达到记忆、分类测试样本的目的。对BP神经网络应用于n/γ脉冲波形甄别的准确性进行验证后与电荷比较法及频域梯度分析法甄别结果进行了对比。结果表明,BP神经网络甄别法不仅能为混合辐射场提供有效的甄别,而且在甄别时间上较电荷比较法与频域梯度分析法有所提高。     

液闪探测器的几种n/γ甄别方法研究

利用液闪探测器研究了几种数字化波形甄别方法的n/γ甄别能力。以Am-Be源作为混合场源,用示波器对EJ-301和BC501A两种液闪探测器信号进行数字化采集,分别用上升时间法、电荷比较法、脉冲梯度分析和频率梯度分析等数字化波形甄别方法对采集的信号进行了n/γ离线甄别分析,比较了4种方法的甄别效果,并用MPD-4甄别单元从实验上验证了各方法的可靠性。结果表明：对于液闪探测器,4种数字化方法具有较好的甄别一致性和准确性,上升时间法的甄别效果最好,是实时甄别系统甄别算法的理想选择。     

Pulse Shape Analysis on Mixed Beta Particle and Gamma-ray Source Measured by CdZnTe Semiconductor Detector by means of Digital-Analog Hybrid Signal Processing Method

We present a study on pulse shapes of a CdZnTe semiconductor detector for beta particles and gamma-rays emitted by a ¹³⁷Cs-⁹⁰Sr mixed source. When beta and gamma radiations enter a semiconductor detector, two kinds of pulses are produced according to the type of radiations. The characteristics of the pulses are determined by their energy and depth of interaction. The energy deposited on the detector basically determines the pulse height and the depth of interaction affects the pulse shape. Because of the different characteristics of beta and gamma radiations, their pulse shapes are also different. The digital-analog hybrid signal processing method was applied to separation of the beta spectrum from the beta-gamma mixed one. The separation of beta spectrum was done based on a neural network algorithm, a leading edge area method, and a falling continuum tail value method. However, the perfect separation could not be obtained. The separation was also done by reconstructing the spectra on the basis of subtraction of gamma-ray component. The spectra of beta particles and gamma-rays from ¹³⁷Cs-⁹⁰Sr mixed source could be separated well by using the reconstruction method.     

基于Monte-Carlo模拟和峰形拟合的CdZnTe探测器G(E)函数简便计算方法研究

提出了一种简便的CdZnTe探测器能谱-剂量转换函数(G(E)函数)的计算方法。峰形拟合函数被用于表征CdZnTe探测器对γ射线的低能拖尾,峰形拟合函数的参数通过实验测量获取,并通过拟合得到其随能量变化的关系。Monte-Carlo模拟计算得到的探测器理想沉积谱,经峰形拟合函数卷积得到了修正的模拟能谱,修正的模拟能谱与实际测量能谱吻合较好。基于修正的模拟能谱计算得到了CdZnTe探测器的G(E)函数。标准辐射场中的实验结果表明,用G(E)函数加权积分计算的周围剂量当量率与约定真值基本一致。     

用蒙特卡罗方法对60Co数字辐射成像系统检测射线束的准直研究

应用蒙特卡罗方法模拟了^60Co辐射成像系统检测射线束的准直过程。通过分析MCNP程序给出的计算数据，讨论了源室、准直器和侧屏蔽体在射线准直过程中的不同作用，对实现成像系统射线的准直具有参考价值。