新型α、β放射性活度测量装置设计

为满足便携式核辐射污染监测系统研制需求,设计了一种基于Si PM的小体积α、β放射性活度测量装置。该装置的探测器部分以塑料闪烁体和Si PM为核心,使用该新型探测器能够保证高灵敏度的同时缩小系统体积;计数器部分以FPGA为核心,包含了去抖动、边沿检测、脉冲计数、数码管显示等单元;探测器输出的微弱电流脉冲信号依次经后级电荷灵敏放大、整形滤波、电平转换电路的处理,最终以标准TTL电平信号的形式输出给脉冲计数器,实现对放射性粒子的实时监测。测试结果表明:装置对α源的探测效率约为43.3%,对β源的探测效率约为11.5%,能够有效完成α、β放射性活度测量。     

塑料闪烁光纤阵列探测器研制及验证

为解决污染土壤中90Sr的快速、直接测定难题,研制了塑料闪烁光纤阵列探测器,通过塑料闪烁光纤空间排布设计、多路信号分析逻辑设定,实现从β、γ及宇宙射线信号中甄别出90Sr 90Y衰变的β射线信号,完成了土壤中90Sr的直接测量。探测器本底计数率为198 s-1,90Sr探测效率为14%,最小可探测活度为018 Bq/g（5 min）,测量净计数率与参考土壤90Sr比活度呈线性关系,拟合优度为0999。测量了极低放污染土壤,通过添加定量的90Sr再次测量方式对结果进行验证,测量值与参考值符合较好。塑料闪烁光纤阵列探测器测量速度快、准确度高,可用于核设施退役、环境普查等大规模土壤样品90Sr快速、直接测定。     

基于Garfield软件的漂移管性能模拟

<正>目前,μ子成像检测技术应用于海关、机场、港口等场所对裂变核材料走私或非法运输的监控已日益受到人们的关注。宇宙射线μ子成像探测系统中μ子成像探测器是整个探测装置的基础。漂移管探测器工作参数的选取对成像测量起到至关重要的作用。例如,μ子探测电子学前置放大器的设计会考虑能量阈值的设置,但μ子信号的幅度本     

CsI（Tl）晶体量能器探测单元宇宙射线实验的建立与调试

建立一套CsI（Tl）晶体量能器探测单元的宇宙射线测量系统,用于探测器单元的质量检测,以及发光强度与均匀性测量。本文针对于此实验装置的径迹与定位系统、电子学系统的研究作了较为详尽的说明,并对前期的Monte Carlo研究作了简要介绍。     

CsI (T1)晶体量能器探测单元宇宙射线实验的建立与调试

建立一套CsI (T1)晶体量能器探测单元的宇宙射线测量系统,用于探测器单元的质量检测,以及发光强度与均匀性测量.本文针对于此实验装置的径迹与定位系统、电子学系统的研究作了较为详尽的说明,并对前期的Monte Carlo研究作了简要介绍.     

基于Flash ADC的闪烁探测信号测量装置研制

介绍了一种基于Flash ADC和FPGA的探测器信号测量装置,此装置基于高速ADC对信号波形进行数字化采样,通过FPGA逻辑对波形进行缓冲存储和数字化分析,获得探测信号的幅度、时间、脉冲形状等信息,应用USB接口或光纤接口实现与计算机的数据通讯。该装置可实现对多种常规探测器输出信号进行采集,并实现脉冲形状分析功能。文中首先对装置的硬件组成和软件设计进行了详细描述,之后给出了测量装置实物照片,并通过一个测试实例展示了它的脉冲信号测量和波形甄别功能。     

基于碳化硅探测器的前端信号调理电路设计

碳化硅探测器能够在高温、高辐射强度下稳定工作,适用于核辐射探测。碳化硅探测器输出端连接前端信号调理电路,能够放大碳化硅探测器输出的微弱信号,从而使后端设备采集到准确的数据。设计了前端信号调理电路,包括电荷灵敏前置放大电路和脉冲成形主放大电路,重点分析了影响电荷灵敏前置放大电路变换增益、上升时间、噪声等性能指标的影响因素,采用阻容反馈、极零相消、有源滤波成形等设计提升电路的整体性能。实验室仿核脉冲测试及²⁴¹ Am中子源辐照测试表明,该电路可用于碳化硅探测器的核辐射测量。     

金属膜电阻型辐射热探测器在EAST上的应用

介绍了托卡马克实验装置(EAST)上用于绝对测量辐射功率的金属膜电阻探测器测量系统。金属膜电阻型探测器采用经典的惠斯通电桥电路结构,结合正弦波激励的载频信号放大技术,该系统实现了对强电磁干扰环境下微弱信号的测量。EAST上的辐射功率测量系统为48路测量阵列,用于测量等离子体放电过程中辐射功率的时空演化。文中给出了对探测器进行绝对标定的结果和典型的测量结果。     

基于起始信号触发判选的正电子湮没寿命测量方法

正电子湮没寿命测量作为一种典型的核物理时间测量方法,其最为关键的两个性能参数是时间分辨率和符合计数率。决定时间分辨率的主要因素是探测器中闪烁晶体及光电转换器件的时间响应,而符合计数率不仅取决于探测器的探测效率,还取决于电子学系统对时间信号的判选方法。本文提出并设计了一种能够有效提高正电子湮没寿命符合测量计数率的方法。该方法通过对两探测器信号中的起始信号成分进行逻辑"或"运算产生外触发信号,利用高速数字化采集设备在此触发信号的触发下实现对有效事例的高效判选。其中任意一个探测器既可作为起始探测器也可作为终止探测器,有效提高了谱仪对探测器信号的利用率。实验表明:该方法在不影响时间分辨率和正电子湮没寿命谱与其峰谷比前提下,可获得更高效的符合计数率。     

基于FPGA的Micro PET符合探测电路设计

研制了用于小动物成像实验的Micro PET。在Micro PET中,设计实现了基于FPGA的符合探测电路。探测器环由8个探测模块组成,每个探测模块引出的信号,在基于FPGA的符合探测电路中实现信号的总符合(假符合+真符合)以及假符合甄别。符合探测电路由底板和可插拔的子板组成,并且配有可编程的FPGA芯片,对于电路的扩展、修改都极为便利,有很大的弹性。从8个探测模块引出的每个信号都要和与之相对(不相邻)的5个模块进行符合甄别,一共有20(8×5/2=20)种可能存在的情况。总符合以及假符合事件都是进行实时的同步甄别。假符合甄别是将总符合甄别的触发信号进行相应的延时之后再进行符合甄别得到,延时时间为30ns。符合甄别的时间窗有一个可以人为控制的调节范围,在4.8ns至14.8ns之间。     

低本底内充气正比计数管测量37Ar活度

³⁷Ar是全面禁止核试验条约现场视察重要监测核素之一,高灵敏地探测³⁷Ar活度是地下核试验监测的关键环节。本文研究建立了低本底内充气正比计数管³⁷Ar活度测量装置,在铅屏蔽室上、下各装配1个塑料闪烁体探测器,主动屏蔽宇宙射线在计数管中产生的本底。相对于原始能谱,反宇宙射线能谱中³⁷Ar峰区本底计数率降至原来的7.3%,测量24 h,³⁷Ar的最小可探测活度达2.5 mBq。     

核探测器监测及故障诊断装置构建

针对核探测器闪发故障频发,且故障后数据分析困难,构建了一套核探测器监测及故障诊断装置.该装置由核探测器、放大电路、峰值检测保持电路、高速数据采集卡、温湿度传感器、低频辐射在线监测仪与辅助诊断软件组成,能够实时监测核探测器的工作情况并记录故障前后的核信号数据,还能使维护人员迅速掌握发生故障前后探头温湿度及其他环境参数的变...     

宇宙线μ子角分布探测装置构建

为测量近地面宇宙线μ子的天顶角分布,构建了一套由两个相互平行放置的长塑料闪烁体探测器组成的探测装置,研究了影响装置性能的主要因素,优化了装置的结构设计参数。利用优化后的装置,测量得到了μ子的天顶角分布符合cos2θ的规律。观察到了角分布的东西向不对称性,当天顶角为30°时,东西向的差异约为3.5(1.5)%。     

基于PIN光电二极管的个人辐射探测器研制

为使公众能自行探测所处环境的辐射水平,本文利用PIN光电二极管直接测量X/γ射线的原理研制了便携式环境辐射探测系统,该系统采用智能终端控制探测设备。其中,探测模块中设计了弱信号放大电路,控制和通信模块的设计基于无线微控制器。该环境辐射探测器具有低成本、低功耗、体积小、易使用、易组网等特点。经国防科技工业电离辐射一级计量站检定,探测器各项指标均符合国家剂量仪鉴定规程JJG 521-2006的要求。     

基于PIN光电二极管的个人辐射探测器研制

为使公众能自行探测所处环境的辐射水平,本文利用PIN光电二极管直接测量X/γ射线的原理研制了便携式环境辐射探测系统,该系统采用智能终端控制探测设备。其中,探测模块中设计了弱信号放大电路,控制和通信模块的设计基于无线微控制器。该环境辐射探测器具有低成本、低功耗、体积小、易使用、易组网等特点。经国防科技工业电离辐射一级计量站检定,探测器各项指标均符合国家剂量仪鉴定规程JJG 521—2006的要求。     

X射线阵列探测器SSPA用的数据采集电路研究

研制了一种用于X射线探测的阵列探测器SSPA器件，进而研究了适用于该器件的数据采集电路，设计试验了此阵列探测器及其数据采集电路应用于X射线计算机层析成像（即X－CT）的可行性，初步试验结果表明，该：X射线的探测方法是可行的，这为工业X－CT无损检测技术实现对X射线高分辨，高效率，低成本的探测与测量创造了条件。     

基于SiPM的硫化锌闪烁探测器设计与研制

基于SiPM的优良性能和特征,以SiPM和硫化锌闪烁瓶组合探测方式设计探测器。该探测器包括前端信号探测与采集电路和温度控制系统。信号探测与采集电路以交流耦合方式设计前置放大电路,经单道脉冲幅值甄别电路输出计数脉冲用于放射性含量计算。温度控制系统依据分布式测温模块反馈结果,配合模糊PID算法调节半导体制冷器输出功率,实现探测器实时温度调控。实验结果表明,在温度控制系统作用下,当环境温度为40℃时探测器的探测效率由80%提升至94%,其稳定工作的动态温度范围由(-15～30)℃扩展到(-15～40)℃,基本满足野外实际环境的应用需求。     

新型CeBr3闪烁体探测器配以电压跟随电路适用性研究

开展了怀特射极电压跟随电路在新型CeBr3闪烁体探测器的应用研究,利用探测器输出的γ射线脉冲信号,从脉冲幅度分辨率、能量线性度及自身本底方面,研究了电压跟随电路对于该新型探测器的适用性.本课题完善了新型CeBr3探测器相关硬件技术,为其在各领域核辐射探测的推广应用提供参考.     

一种电离室型探测装置的深化维修研究

简述了一种电离室型探测装置的基本组成,介绍了电离室型探测器的维护要点,介绍了前放电路的工作原理及电路分析,介绍了故障排除后的探测装置进行电路调整的理论计算和现场验证结果。该项研究提供了此类探测装置的深化维修思路和方法,对维护人员具有一定的实用价值。     

低本底放射性气体测量装置

从适合机动测量要求出发,描述一种低本底放射性气体测量装置的设计思路.用井式NaI(T1)探测器作为反符合探测器,内充气正比计数管插入NaI井中作为主探测器,建立了一套低本底放射性气体测量系统,并测试其性能指标.对3H和85Kr测量24 h,测量系统的最小可探测活度分别为4.08和3.73 mBq.