新型随机核脉冲信号发生器设计

本文设计了一种基于FPGA和C#程序的随机核脉冲信号发生器。该脉冲信号发生器以高斯脉冲为基础,利用线性反馈移位寄存器产生均匀分布随机数,并根据核素特征谱线进行抽样,使输出高斯脉冲信号的幅度满足特征谱线的概率密度分布函数。系统具有电路简单,分辨率高,抗干扰能力强等优点。利用多道分析系统对241Am、109Cd、188Re、60Co四种放射性核素的模拟信号进行测试,结果表明:该信号发生器能够产生模拟核素特征谱线的高斯脉冲,并具有较高的稳定性和可靠性。     

强流D-T中子发生器n-γ辐射场的MC模拟研究

根据D-T中子源260 keV氘束流能量下的中子能谱和角分布数据,建立了D-T中子源模型,在中子发生器各元件材料及实验大厅墙壁对快中子的慢化、散射和吸收的条件下,采用MCNP模拟程序对强流中子发生器n-γ辐射场进行了模拟研究,得到了中子能谱、中子和γ角分布、n-γ比等重要参数.模拟结果与有关文献实验数据的基本吻合,验证了所建立的MCNP模拟模型的可靠合理.     

阵列式反中微子探测系统模拟信号发生器设计

使用阵列式塑料闪烁体探测器结合多通道电子学系统对反中微子进行探测是目前较为流行的探测方法,其以多路信号之间的能量-时间符合关系来甄别中微子事件,其电子学系统建立后,需要有符合理论算法关系的多通道随机模拟信号对系统进行测试,以验证系统是否具有预期的探测效果。介绍了一种符合式多通道模拟信号发生器的设计,可以产生满足要求的模拟信号,下位机部分利用高速FPGA作为主控制单元,控制32路DAC通道对外输出信号;上位机部分使用直接抽样方法对蒙特卡洛算法得出的数据生成信号的输出通道、输出幅度和预期输出时间,通过USB传输给FPGA,由FPGA对信号进行精确控制,以达到在多个通道上输出满足要求的信号的目的。测试表明,本系统产生的符合式多通道模拟信号满足反中微子探测的能量-时间符合要求,为复杂的多路仿核信号模拟发生器的研制与改进提供了新的思路。     

基于FPGA的电荷测量系统设计

介绍了一种基于FPGA的电荷测量系统.该系统具有并行、高速、高精度的数据处理能力.系统输入信号首先经过模拟调理电路放大、成型、滤波,然后送给ADC进行采样,采样后的数据送到FP-GA内部进行处理,最后通过USB总线传送到上位机.系统设计主要包括前端模拟信号的调理部分、ADC模数转换部分,FPGA处理和USB接口部分.最后给出了整个系统的测试结果.     

同位素中子源参考辐射能谱测量及模拟中子谱分析

不同成分中子参考辐射场是对中子防护材料性能测试的基本条件。为获得较理想的测试中子防护材料的中子参考辐射场,构建基于³He正比计数管的多球中子能谱测量系统,对基于²⁴¹Am-Be和²⁵²Cf中子源的中子辐射场慢化情况进行MCNP模拟和能谱实验测量。为准确判断实验室校准参考位置的中子散射情况,基于多球中子能谱测量系统,开展了中子散射成分测量。采用ICRP推荐的注量-剂量转换系数对能谱进行了剂量率转化,与使用长计数器的测量结果进行比较,发现在校准参考位置的剂量率相对偏差≤20%。开展了聚乙烯慢化同位素中子源获得特定能谱的实验研究,进行了慢化谱的模拟计算和实验测量,两者结果符合较好。该工作为后续的中子计量测试和中子防护材料测试提供了可用的中子参考辐射场。     

核蒸汽发生器传热管的腐蚀产物释放速率研究

反应堆外的辐射场主要是由核供热系统释放的腐蚀产物活化而形成的。为了操作和检修的需要,尽量减少变成辐射源的腐蚀产物是极其重要的。为此研究了日本Inconel 690、国产Inconel 690、Inconel 600和Incoloy 800等四种核蒸汽发生器传热管材在模拟核电站一回     

α表面污染检测模拟训练系统设计

根据α表面污染检测模拟训练需求,设计了α表面污染检测模拟训练系统。该系统由模拟源、模拟检测设备和仿真软件组成。模拟源采用钕铁硼磁粉和琼脂糖胶体制备,应用磁场模拟辐射场;模拟检测设备通过磁阻传感器阵列采集模拟源信号,信号经过放大滤波后使用C8051F120单片机进行处理;仿真软件模拟了Como170型α表面污染检测的界面和操作流程。测试结果表明:系统能够有效模拟α表面污染检测和洗消过程,可用于α表面污染检测相关的模拟训练。     

过滤X射线参考辐射场特性的蒙特卡罗模拟研究及实验验证

为研究过滤X射线参考辐射场特性,利用蒙特卡罗方法对中国原子能科学研究院计量测试部过滤X射线参考辐射场的原级谱、均匀性及散射辐射进行了模拟,并利用PTW球形电离室进行了实验测量。结果表明,蒙特卡罗模拟结果与实验结果符合较好,验证了所建模型的正确性及蒙特卡罗方法对模拟过滤X射线参考辐射场的有效性,为后续模拟研究工作奠定了基础。     

环境γ辐射剂量率仪现场校准用辐照装置的研制

为开展环境γ辐射剂量仪的现场校准,研制了一套辐照装置,其辐射场空气比释动能率可在0.27-34.86μGy·h~(-1)范围内通过距离与减弱器来调节。基于大量Geant4蒙特卡罗模拟设计了一种轻便型辐射准直器,在保证辐射场品质的前提下,大大降低了准直器重量,更适用于现场校准。此外,还研制了一套自动化支撑平台与三片曲面辐射减弱器,可远程实现辐射装置空间定位以及辐射场强度和空间的调节,曲面辐射减弱器有利于保证辐射场均匀性。测试实验及蒙特卡罗模拟结果显示,该辐射装置辐射场再现性、自散射、均匀性等性能良好,通过系统地计算地面散射对辐射场的影响,可为现场校准提供指导。     

一种中子探测器放大电路的设计与实现

介绍了一种可用于中子探测器的放大电路的设计与实验验证。该电路由前置放大器、主放大器、脉冲幅度甄别器和触发器四部分组成。该电路采集正比计数管产生的微弱信号,由两级放大器对初始信号进行放大,并由脉冲幅度甄别器进行甄别成形,触发器形成固定宽度的方波脉冲供后续单片机系统采集计数。整机探测器在天然本底、252Cf中子源及模拟信号发生器下分别进行实验测试,实验结果证明了该放大电路的可靠性以及在中子探测器中的可用性。     

高气压组织等效电离室用于混合辐射场测量的实验研究

介绍了基于复合理论的组织等效电离室的设计原理,利用该原理设计的区域中子、γ剂量当量仪可使用1个探头间接测量周围剂量当量、吸收剂量和品质因子。利用加速器和标准辐射场对该装置进行测试,测试结果表明,该装置对于中子和γ辐射场,尤其是对于高能γ、热能至几十MeV的中子具有较好的能量响应和较高的灵敏度,在剂量率高于几十μSv/h时,测量不确定度可控制在±50%以内。该系统可为存在中子、γ辐射场的场所提供必要的测量手段和监控技术。     

应用于脉冲辐射场测量的分布式无人值守测试系统

介绍了一种用于脉冲辐射场测量的分布式无人值守测试系统的开发。该测试系统采用分布式结构,通过LAN网络和光纤通讯设备进行互联。系统利用基于TCP/IP协议开发的网络程序实现了实验数据传输、备份与显示。采用服务器和工业PC计算机控制实验设备,利用VISA技术开发测试控制程序实现了对多种仪器设备的控制。通过用VNC技术实现了基于LAN的网络计算机状态监控和控制,并利用NTP技术实现了测试系统时钟同步。     

基于FPGA的单光子脉冲信号发生器设计

针对光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)批量测试实际需求和单光电子谱精确测试光源的要求,通过对光电倍增管性能测试系统进行分析,设计制造了一种多通道输出可调的脉冲信号发生器的控制板,可用于光电倍增管单光电子谱的性能测试。该脉冲信号发生器在上升时间、下降时间等参数性能方面优于目前测试系统采用的商用信号源RIGOO-DG5352 350 MHz。用此脉冲信号发生器对光电倍增管进行单光电子测试,其输出信号能满足单光子测试的基本要求,利用其多路信号输出的特点,通过性能扩展即可用于光电倍增管的批量测试。     

强γ射线辐射场束流特性诊断

针对校准实验室内强γ射线辐射场束流应用及特性诊断需要,本文建立了辐射场束流特性模拟方法,设计了大面积快响应闪烁体与高速CCD相机组成的束流诊断系统。通过理论模拟及实验测量,在亚毫米位置分辨指标下,实现了对该辐射场内不同距离的束流均匀性、发散角、束流中轴线及快门渡越时间测量。     

基于虚拟仪器的核电站松脱部件监测系统

采用LabVIEW为开发平台,集虚拟仪器技术、设备组态图形化技术和数据库管理技术于一体,实现了反应堆压力容器和蒸汽发生器松脱部件的在线实时监测.该监测系统在核反应堆松脱部件模拟试验装置上进行了试验验证,实现了松脱部件监测的基本功能.     

5SDH-2型加速器运行10年及其应用

简要介绍了中国原子能科学研究院5SDH-2型串列加速器过去10年来的运行、维护情况以及在该加速器上建立的单能中子和高能γ参考辐射场下的一些应用.对离子源阴极进行了改进,给出了测试结果.     

60Co放射源照射装置研制及辐射场测量

60Co源照射装置是产生参考辐射场的重要设备,根据国家标准的要求,参考辐射场中散射剂量率不应大于总剂量率的5％.参考辐射场中的散射辐射贡献和均匀性是描述60Co源照射装置辐射性能的重要参数,利用蒙特卡罗方法对60Co源照射装置产生辐射场的散射辐射和均匀性进行研究,为60Co源照射装置的设计提供了理论依据.待照射装置加工完成后,利用PTW电离室对辐射场进行测量.结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,辐射特性满足设计要求.     

乳腺专用PET连续采样电子学系统设计与性能测试

对乳腺专用PET进行了简单介绍,详细叙述了系统中连续采样电子学系统的设计和性能测试。该电子学采用子母板设计结构,包含了模数转换、时间数字转换和CAN控制等多个模块,具备对前端探测器模拟信号进行连续采样、处理和传输功能。实验表明,该系统能完全满足乳腺专用PET对连续采样的需求。该系统还有集成度高、通用性强、配置灵活等优点。     

基于地统计空间插值的三维辐射场重构研究

针对源项未知情况下的三维辐射场获取问题，根据辐射场具有空间自相关性的特点，利用地统计空间插值中结合对数变换的普通克里金方法来进行辐射场重构。通过两个实测的辐射场数据集对该方法进行了测试，结果表明，该方法在选取Exponential模型或Spherical模型来进行半方差拟合，且测量点为随机选取的情况下，其重构结果平均偏差的平均值为21.51%～74.01%,证明了该方法在实际应用中具有一定的有效性和可行性。另外，对测量点分布情况与辐射场重构准确性之间的关系进行了初步分析，确定了测量点的分布应尽可能均匀的选取方案。     

核部件轴对称性判断研究

本文模拟了具有轴对称结构的圆柱核部件周围辐射场分布,发现其有很好的轴对称性。模拟了与圆柱体结构类似的棱柱周围的辐射场分布,发现随棱数增加,棱柱辐射场分布与圆柱体的辐射场分布逐渐接近。棱数小于5的棱柱的辐射场分布与圆柱体的辐射场分布能明显区分开,棱数超过6的棱柱的辐射场分布与圆柱体的辐射场分布基本无法区分。