一、闪烁体衰减常数值的脉冲波形测量方法(论文文献综述)
李佳俊[1](2021)在《反应堆中微子相干散射两相氩TPC研究》文中研究表明中微子-核子弹性相干散射过程的反应截面基本与原子核内中子数的平方成正比,对重核靶材料,中微子-核子相干散射具有较大的反应截面,所以利用相干散射可能获得更高效率的中微子探测。探测中微子-核子相干散射的过程在核物理、天体物理、宇宙学等多方面具有很高的科学意义,在核反应堆监测方面具有其应用价值,并且为反应堆中微子的工程应用打开了通道。两相氩时间投影室探测器凭借其优异的空间分辨率、低探测阈值以及液相体积易于扩大等特性成为这项探测技术的重要硬件备选方案。因此,依托课题目标,本论文主要完成可以应用于反应堆近点中微子-核子相干散射探测的两相氩TPC探测器原型样机的研发,对探测器稳定运行进行调试,利用放射源等对探测器原型机进行刻度并进行实验预演。论文从两相氩TPC探测器的工作机理出发,介绍了两相氩TPC探测器原型样机的设计与制作的过程,以及探测器相关技术的优化结果。首先,研究了 TPB膜厚对镀膜熔融石英玻璃的光透射率和反射率的影响,得到了 105μg/cm2的最佳镀膜厚度。根据两相氩TPC探测器的原理,对探测器进行了电场模拟,得到了合适的类纺锤形场笼电极设计方案以及合理的探测器的静电场分布。结合电场模拟结果、实验经验及优化思路,完成了新版两相氩TPC探测器整体结构的设计。此外,完成了对于不同浓度氙氩掺杂混合气体组分的标定,得到标定氙氩掺杂气体中氙的含量方法的线性关系,线性相关系数R2=0.9998。论文介绍了搭建探测器运行平台过程并完成了对新版两相氩TPC探测器的刻度。详细阐述两相氩TPC探测器运行平台的搭建及液氩灌装过程,系统内共注入液氩31.8kg并稳定运行在89.7±0.3K。在探测器刻度方面,完成实验所用滨松R11065光电倍增管的单光电子标定并研究了探测器波形寻峰方法等内容;介绍了用241Am和22Na放射源对探测器进行刻度的过程,得到探测器光产额为7.43PE/keV,能量分辨率为7.80%。此外,研究了在不同电场配置下,探测器的S2信号放大倍数,得到氩气层S2信号放大倍数为19.92;最后,标定了电场配置对液氩发光的光产额Ly和对应的电子产额Qy的影响。
周冬冬[2](2020)在《用于测量放射性惰性气体的4π叠层探测器的研制》文中进行了进一步梳理内照射和外照射会对人体产生各种危害,可造成人体器官和系统的严重损伤,导致各种疾病的发生,辐射防护是医学物理研究人员的一项重要工作,对于核电场所放射性惰性气体的测量是防止核工业从业人员内照射危害最为有效的措施。本文成功研制了一套可以实现放射性惰性气体活度测量,并具有β-γ甄别能力的4π叠层探测器。该探测器主要由前端叠层探头、前置放大器、数据获取系统组成。探测器探头采用4π叠层结构,主要由内层侧壁厚度为1mm的中空圆柱形塑料闪烁体EJ-200,外叠加一层侧壁厚度为20mm的碘化铯闪烁体Cs(T1)圆柱组成,圆柱闪烁体两个底面分别耦合光电倍增管(Photomultiplier,PMT)进行光电信号转换。探测器采用β-γ脉冲形状甄别方法进行信号处理。根据β和γ射线在塑料闪烁体和碘化铯闪烁体中能量沉积及脉冲形状的不同,对前置放大器的RC常数反复调试,确定了合适的RC常数为30ns;确定长门值为800ns,短门值为48ns,阈值为40LSB。采用拟合的方法求出信号长门和短门的积分电荷值中塑料闪烁体信号和碘化铯信号的所占的比例系数与长门值的关系,从而解出β和γ信号,实现β-γ甄别。利用137Cs放射源发射的β射线和内转换电子对塑料闪烁体进行能量刻度,得到β射线的能量刻度曲线为,使用133Ba和137Cs放射源对CsI(Tl)闪烁体进行能量刻度,得到γ射线的能量刻度曲线为,根据β和γ射线的能量曲线可以得到探测器线性动态范围在30keV-650keV之间。
侯杨[3](2020)在《基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪系统设计》文中提出数字化谱仪是核辐射测量分析的一个关键部件,在特殊的核辐射测量场合,往往会使用到多种类型核辐射探测器同步测量多种核辐射信息,实现核素衰变纲图测量等功能。为此需要设计多通道数字化谱仪,目前也是国内外研究的热点。现今主流的多通道数字化谱仪主要由国外厂商制造,多采用相同采样率方式设计,并不能完美适配不同核辐射探测器的测量要求。本文针对多种核辐射探测器的多参数测量需求,开发完成基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪系统的软硬件系统,该系统不同于传统多通道数字化谱仪,设计了三种类型不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡,每张嵌入式核信号处理ADC板卡在硬件和软件接口上完全兼容,且在模拟电路与数字信号处理部分都是完全电气隔离,保证了通道间最低的串扰,仅在数字通信接口部分实现共地相连。不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡可适配不同类型核辐射探测器,从而获得比传统相同采样率多通道板卡更加优异的灵活性、适配性以及测量效果。本文设计的基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪具备六通道同步测量功能,各个通道可设置为原始波形模式、成形波形模式和粒子数据模式(列表模式)三种工作模式;设计专用时钟同步电路,通道间时钟同步精度小于5ns;谱仪集成低噪声前放电源,采用标准NIM接口,输出±12(1与±24(1前放电源电压,噪声低于1m VRMS;谱仪与上位机软件通过高速USB3.0接口进行数据传输,通信速度可达360MBps;六通道谱仪各个测量通道最高计数率可达500kcps;针对美国ORTEC公司GEM40P4-76型高纯锗探测器能量分辨率测试为0.136%@1.33Me V,针对?508)8)×458)8)溴化镧探测器分辨率测试为2.8%@662ke V,?458)8)×508)8)溴化铈探测器分辨率测试为4.28%@662ke V;谱仪具备上升时间、下降时间测量功能。本文的主要研究内容如下:1.设计了三种不同采样率的嵌入式核信号处理ADC板卡,包括80MSPS、250MSPS和500MSPS三种采样率。为保证核辐射测量的高能量分辨率,设计数字梯形成形算法等实现信号幅度的准确提取。为保证核辐射测量的高时间分辨率,设计数字恒比定时算法实现对信号到达时间的准确提取。2.设计多通道高速数据传输主控底板,采用USB3.0接口与上位机通信,实现测量数据的稳定可靠传输。主控底板支持六通道嵌入式核信号处理ADC板卡连接,通过基于FT601Q设计的USB3.0电路与上位机软件进行通信,传输速度可达360MBps。3.设计同步时钟与触发电路。为了保证系统各个通道数据测量的时间同步性,设计专用时钟同步与触发电路,向各个通道提供统一的时间基准,时间同步精度小于5ns。4.采用隔离式电源设计方案,并设计低噪声前放电源。为了保证系统的每个测量通道的相互独立性,降低相互之间的干扰,利用线性变压器设计隔离式电源系统,并根据NIM接口标准向探测器前放电路提供低噪声的±12V和±24V电源电压。5.List-mode列表数据测量模式。嵌入式核信号处理ADC板卡对核信号在探测器中产生的粒子事件的多参数粒子信息测量,包括粒子事件上升时间、下降时间、到达时间、能量、强度、位置等多个参量,通过列表数据包方式(Listmode)传输至上位机软件,再进行分析处理,可以实现数据测量重现和数字符合与反符合测量。
王强,王璐,屈菁菁,丁雨憧[4](2020)在《基于单光子技术的闪烁体衰减时间常数测量》文中研究指明采用单光子技术中的延迟符合法原理,搭建了一套闪烁体衰减时间常数测量系统。选取国产的Ce∶LYSO和Ce∶LuAG两种闪烁体各3条进行衰减时间测量,将测试得到的衰减时间常数曲线进行单指数拟合,计算可得,Ce∶LYSO和Ce∶LuAG发光衰减时间常数平均值分别为43.85 ns及56.02 ns。结果表明,该套装置的测试结果与国内外同行其他测量方法得到的结果基本一致。
祝星[5](2019)在《基于液氩探测器的暗物质直接探测实验读出电子学研究》文中提出暗物质的存在已经被宇宙学研究与天文学观测所证实。作为当今物理学界的前沿,国内外许多实验组已经开展了一系列的探测实验,然而从“暗物质”概念的提出到现在已有80多年,这些实验还未探测到暗物质,人类对暗物质粒子的本质也仍然一无所知。探测暗物质粒子的方法通常分为对撞机产生、直接探测和间接探测。其中直接探测实验需要严格抑制本底事例,搜寻在统计上超出本底事例的暗物质与普通物质相互作用的散射(核反冲)信号。暗物质粒子与普通物质相互作用截面极低,直接探测实验需要将稀有的暗物质事例从大量的本底事例中挑选出来,因此本底事例的抑制是直接探测实验的关键点之一,对于实验成败具有至关重要的意义。利用探测器的信号进行粒子甄别,将电子信号与类核反冲信号区分开,是最有效的减少本底事例的方法。目前暗物质直接探测实验正在将暗物质与普通物质相互作用排除截面逐步降低,只有在更低的区域才有可能发现暗物质。这需要更高的探测器灵敏度来搜索这些已经越来越接近中微子本底的区域,为此各大实验组的升级实验已将探测器体量提升到了吨级甚至几十吨级。目前我国的暗物质探测实验也正在积极开展,作为几十吨乃至百吨级的直接探测实验的预研,由中国科学院高能物理研究所主导的吨级液氩探测器正在研制之中。本论文的主要工作是针对该吨级液氩探测器,提出并设计了一套读出电子学系统。基于探测器的需求,本文通过对探测器信号的仿真,确定了电子学的指标,并且提出了基于PXIe平台的可拓展性电子学方案。该电子学系统包括前置放大模块(PAM)、前端数字化模块(FDM)和触发时钟模块(TCM)。前置放大模块需要实现6倍放大以及增加直流偏置的功能。前端数字化模块需要对来自PAM的信号进行1GS/s、14bit的波形数字化,数据传输带宽最高将达到单板640Mb/s。而触发时钟模块用于同步时钟和触发使能的分发以及一级触发信息的汇总。本论文对这套电子学系统进行了性能测试,包括前置放大模块的放大偏置功能测试和模拟带宽测试;前端数字化模块的静态性能指标测试(INL、DNL)和动态性能指标(ENOB)测试;前端数字化模块各通道间的同步测试。测试结果表明,电子学性能测试结果符合预期。除此之外,本论文还开展了与原型探测器的联调测试,包括单光电子测试、22Na放射源测试、PuC中子源测试,实现了暗物质直接探测实验液氩探测器的基本功能。该系统为未来几十吨甚至百吨级液氩探测器电子学提供了技术路线。
宋志浩[6](2018)在《基于EJ299-33A塑闪探测器的n-γ时间关联测量技术研究》文中研究表明随着核科学技术的飞速发展及其应用领域日益成熟,核材料的识别管控在国家安全中的地位愈发重要。时间关联测量技术用于核材料识别具有广泛的应用前景。本文的主要工作如下:首先,通过实验对新型塑料闪烁体EJ299-33A封装后的探测器性能进行系统研究。利用三种γ源,对探测器的进行能量刻度;通过电荷比较法,研究探测器的粒子脉冲形状甄别能力,检验EJ299-33A塑料闪烁体探测器用于n/γ混合辐射场测量的性能。其次,通过模拟电路与数字化电路两种方法搭建基于EJ299-33A塑闪探测器的时间关联测量系统,基于60Co和22Na源的测量结果表明,该系统具有<1ns的时间分辨能力。在相同实验条件下,对两种电路用于时间关联测量性能的优缺点进行验证比较,数字化数据获取系统能够保证实验条件相同情况下,一次实验可反演不同阈值条件的实验数据,效率高、可靠性强。进而,对时间分辨能量阈值依赖关系进行研究,获取时间关联测量中探测器的系统响应。此外,对用于时间分辨标定的60Co与22Na源进行对比试验,对22Na源并不适用于时间分辨标定的展宽因素进行了讨论和验证。再次,应用数字化时间关联测量系统对自发裂变放射源252Cf n/γ混合辐射场进行时间关联测量,验证了EJ299-33A时间关联测量系统用于核材料时间关联测量的可行性。开展Am-Li源以及屏蔽条件下252Cf源的核材料模拟测量实验,系统对于核材料能够有效识别。进一步,通过MATLAB编写后处理程序,实现了时间关联谱的成分解耦,并成功提取不同组分的时间关联特征量;同时,对不同屏蔽条件、能量阈值以及距离条件下的特征量变化特征进行分析研究。通过MCNP模拟EJ299-33A时间关联测量系统对252Cf源的探测,得到了时间关联成分模拟值,与实验值相一致。实验系统的快时间分辨特性以及特征值的准确性得到仿真模拟的验证。在缺乏实验条件的情况下,可以通过MCNP模拟获取时间关联特征量。最后,开展252Cf源活度的理论计算研究,通过时间关联实验特征量提取探索符合测量方法的可行性。
万波[7](2018)在《ADS零功率装置反应性监测技术实验研究》文中指出加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven subcritical System,ADS)是嬗变反应堆乏燃料、降低核废料体积和放射性毒性、提高核资源利用率的有效手段。ADS作为一个反应堆系统,如何对它的次临界度进行在线监测是实现ADS安全稳定运行的关键问题。在ADS运行过程中,由于燃耗、温度反馈等效应将引起反应堆次临界度发生变化,实时监测反应堆反应性状态能够为加速器束流调节、反应性控制等操作提供参考依据,从而确保系统始终处于安全工况。因此开展反应堆反应性测量方法的探索是ADS研究的一个重要课题。本论文的主要工作是搭建一套反应堆中子学实验数据采集系统,验证跳源法、脉冲中子源法以及逆动态法等反应性测量方法在ADS工程中的应用,并且研究了空间效应对ADS深度次临界测量的影响。本文主要工作及研究结果如下:(1)针对反应堆中子学实验要求搭建一套数据采集系统,并对该套数据采集系统进行了相关实验测试。该系统基于NI-5772波形采集卡和NI PXIe6614计数器卡两种外设模块所搭建,并通过Lab VIEW平台开发了相应的数据采集程序。其中,NI-5772卡可以对探测器输出的脉冲波形进行数字化处理,而NI PXIe6614卡主要实现脉冲信号的计数功能。使用NI-5772采集卡研究液体闪烁体探测器的n-γ甄别性能,主要通过电荷比较法和过零时间法分析数字化脉冲波形,检验液闪探测器的n-γ分辨能力,测试结果表明两种波形处理方法都能很好地将中子信号和γ信号区别开,NI-5772采集卡性能稳定,满足实验测量需求。此外,使用NI PXIe6614计数器卡在启明星1#次临界装置上开展了跳源实验测量装置的次临界度,不同探测器位置处的测量结果表明启明星1#装置的系统有效增殖因子在0.98附近,与MCNP模拟计算值相对比,相对误差在0.5%以内,测量结果较好。(2)采用跳源法测量了启明星2#铅基堆分别装载1002根、986根以及970根燃料棒时的次临界度。测量结果在浅次临界条件下与MCNP模拟计算值基本一致,符合较好;随着次临界度加深,实验测量值与理论值之间的差异也越来越大,因此跳源法用于深次临界度测量时将遇到困难。(3)采用脉冲中子源法测量了铅基零功率装置keff=0.940.99范围内的四个次临界度,并通过拟合瞬发中子衰减常数(拟合α)法和瞬发中子-缓发中子面积比(面积比)法分析铅基堆的反应性数值。拟合α法测量结果在浅次临界条件下与理论值比较一致,对于深次临界情况,实验值与理论值之间差异明显,其中最大相对误差可达2.63%,不能满足反应性测量精度要求。结合MCNP模拟计算对拟合α法测量结果进行修正之后各个次临界度情况下不同位置处探测器的测量结果与理论值之间的相对误差均在0.5%以内,空间效应的影响得以消除。面积比法测量结果在深次临界堆芯结构情况下同样存在很强的空间效应,经过MCNP模拟计算修正之后实验值与理论值基本一致。研究结果表明脉冲中子源法是确定反应堆深次临界度的有效手段。(4)利用逆动态法监测反应堆运行过程中反应性的变化情况。启明星2#-铅基堆的初始次临界深度为-1310pcm,由逆动态法分析在该初始状态下不同控制棒插入堆芯前后系统次临界度实时变化情况,并从中提取出各个控制棒的反应性价值。由于控制棒插入堆芯之后引起反应堆中子通量密度分布形状发生改变,导致测量的结果与参考值之间的相对误差最大达到了23%。结合MCNP模拟计算修正形状函数变化带来的影响,发现实验值与参考值之间的误差明显减小;同时,对于小反应性引入,远离控制棒的位置处探测器受到空间效应的影响较小,直接使用逆动态法测量的结果与真实值比较一致,因此逆动态法可作为将来ADS反应性连续监测的一种备选方案。
王涛[8](2018)在《常见无机闪烁体发光衰减时间测量装置研究》文中进行了进一步梳理在一般核物理实验中,描述闪烁体物理特性的指标有:发射光谱、发光效率、发光时间和发光衰减时间等物理量(胡孟春等,2014)。闪烁体的时间特性对于研究闪烁体内部闪烁特性、闪烁探测器的研究有着重要的意义。国内外对于闪烁体时间特性的测量方法也有很多种,而且也在日新月异的完善和改进。本文在现有测量方法的理论基础下,首先对常用的闪烁体衰减时间测量方法进行了简要介绍,包括了对无机闪烁体、有机闪烁体时间特性的测量。然后介绍了一种新型的无机闪烁体衰减时间测量装置,该装置在实现途径上不同于现有的闪烁体衰减时间测量方法。本装置是通过快速的电流型前置放大器将闪烁探测器输出的快速电流脉冲进行放大,之后通过高采样率的ADC(模数转换器)直接进行模数转换。大量的ADC输出数据被送入FGPA进行数据接收、算法处理,实现脉冲上升沿识别、衰减时间计算。然后FPGA通过HUSB芯片将数据进行上传,最后该装置在上位机软件上展现出的是规定测量时间内闪烁体衰减时间的一个统计量的分布图,X轴为时间尺度轴,Y轴为每一个脉冲的闪烁体衰减时间的累加计数。该装置相对于传统的测量方法而言,是根据闪烁体衰减时间的定义直接进行数字化测量的,并且显示结果为闪烁体衰减时间常数的统计量分布图。相较于传统测量方法而言更加具有参考意义、适用于光强度的动态范围也更广。本研究来源于国家重点研发计划项目“高分辨航空伽马能谱测量及机载成像光谱测量技术”(课题编号:2017YFC0602100)和国家自然科学基金项目“核脉冲信号链的数学构建与高速实时数字重构技术研究”(课题编号:41474159)。该装置的主要研究成果为:(1)基于电流并联反馈原理的超快速复合型电流前置放大器(以下简称电流前放),实验测得其输出信号的上升沿时间最快可达到2ns,带宽约500MHz,实验验证可对3.3uA-3.3mA区间的快速电流小信号进行线性放大,线性相关系数达0.9999。(2)该装置采用ADC+FPGA+HUSB架构,在FPGA中完成与HUSB芯片的协议握手,实现高效率的数据传输,数据处理。简化了硬件电路设计。(3)从电源完整性角度考虑,为了实现电路的高信噪比和稳定性。设立合理的了电源拓扑结构,实现了电源的快速动态响应,低纹波,高效率,整个系统的噪声控制在5mV以内。(4)开发了基于Cypress公司提供的驱动库和Visual C++6.0开发语言的上位机界面。(5)LaBr、NaI、GAGG、CsI四种无机闪烁体发光衰减时间的测量,分别测试了其闪烁探测器直接输出波形形状和该装置测试的衰减时间统计分布图。
余俊豪[9](2018)在《结合SiPM器件的空间辐射探测器的电子学系统研制》文中研究说明随着航天活动的深入开展,对空间环境探测提出更高的要求。空间辐射环境是空间环境中的核心要素,辐射环境不仅对在轨航天器的电子系统造成破坏,在恶劣环境下的辐射更会威胁航天员的生命安全。对空间辐射环境的探测,是了解观测空间辐射环境,建立辐射环境模型的先行条件,也是确保航天器在轨正常工作,保障航天员生命安全的辐射防护技术的依据。空间辐射探测不仅为航天活动的正常开展提供技术支撑,也为对宇宙深空观测提供重要手段。对空间辐射环境的分析包括建模分析和探测分析,其中利用探测器进行探测分析是一种直接可靠的手段。闪烁体探测器是空间辐射探测器的一种。闪烁体探测器的电子学主要完成信号的采集、转换、放大、传导、记录和分析处理等工作。其中前端电子学的主要作用是完成光信号到电信号的转换,以及为提高信号信噪比的无失真放大。使信号在传输中有更好的抗干扰能力,同时信号幅度与后端数字化系统匹配。本论文设计了塑料闪烁体探测器的前端电子学系统。主要结合SiPM作为光电转换的核心器件,构建设计了光电转换单元,并测试了光电转换单元各工作点情况,确定了合适工作点的选取;根据光电转换单元输出信号的特点,选择电流反馈运放,设计制备了跨阻放大的前置放大单元。前放的带宽约为100MHz,足够满足信号频带需要;功耗极低,约为18mW。根据光电转换单元和前置放大单元的电源需求,选择LDO和DC-DC的电源转换方案,设计构建了电源管理单元。电源管理单元的稳压输出纹波噪声约为6mV,正负电源对纹波噪声约为4mV,静态功耗约为328mW。由光电转换单元、前置放大单元和电源管理单元构成探测器的前端电子学系统。本论文还研究了部分电荷读取探测技术。部分电荷读取探测技术对光电转换单元进行了改进,从SiPM的快信号输出端读取快信号进行探测。光电转换单元与闪烁体构成探测器探头。与标准信号相比,快信号的定时精度更高,恒比定时精度从标准信号的2.91ns提高到了快信号的1.45ns;峰值定时从8.96ns提高到了2.66ns。同时快信号保留了n/γ甄别能力。针对快信号的信号特点,研究了4种信号分析方法,其中两种分析方法能进行n/γ的PSD甄别。对部分电荷读取探测技术进行了能量刻度和PSD甄别能力计算。在1MeVee的能量阈值下品质因素FOM达0.61。
胡孟春,李忠宝,刘建,甫跃成,章法强,王文川,张建华,唐登攀,李如荣,陈力雄,黄雁[10](2017)在《大面积LaBr3:Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量》文中进行了进一步梳理在60Co放射性标准源场中,对国内新研制的大面积LaBr3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度进行了测量,并用GD100光电管分别与LYSO:Ce、ST401闪烁体构成闪烁探测器的伽马灵敏度进行了对比分析;应用CΓC-67型三通道的ns快脉冲辐射源对这种大面积新型闪烁晶体本身的时间响应特性进行了测量。实验测量结果表明:直径76 mm的大面积LaBr3∶Ce闪烁探测器伽马灵敏度与LYSO∶Ce、ST401闪烁探测器的同体积归一灵敏度比分别超过5和200;时间响应前沿2.56 ns,后沿56 ns,半高宽23.56 ns,衰减时间25.45 ns。
二、闪烁体衰减常数值的脉冲波形测量方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、闪烁体衰减常数值的脉冲波形测量方法(论文提纲范文)
(1)反应堆中微子相干散射两相氩TPC研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 中微子相干散射及其相关理论 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 本论文主要研究内容 |
第2章 两相氩TPC探测器 |
2.1 液氩发光原理 |
2.1.1 粒子与液氩作用方式 |
2.1.2 重组过程机制 |
2.1.3 液氩发光机制 |
2.2 两相氩时间投影室原理 |
2.3 低阈值大质量探测技术 |
2.4 本章小结 |
第3章 两相氩TPC探测器设计及优化 |
3.1 TPB镀膜实验 |
3.1.1 TPB发光过程 |
3.1.2 TPB镀膜机原理及实验操作 |
3.1.3 熔融石英玻璃表面镀膜厚度选取 |
3.2 电场模拟 |
3.2.1 场笼电极设计 |
3.2.2 探测器电场不均匀性模拟 |
3.3 两相氩TPC探测器设计 |
3.3.1 旧版两相氩TPC探测器结构 |
3.3.2 新版两相氩TPC探测器设计 |
3.4 氙氩掺杂气体组分标定实验 |
3.4.1 液氩掺氙闪烁原理 |
3.4.2 氙氩掺杂气体组分标定 |
3.5 本章小结 |
第4章 两相氩TPC探测器运行及刻度 |
4.1 两相氩TPC探测器运行 |
4.1.1 两相氩TPC探测器安装及配置 |
4.1.2 氩气制冷及循环纯化 |
4.2 两相氩TPC探测器刻度 |
4.2.1 光电倍增管标定 |
4.2.2 两相氩TPC探测器信号波形分析 |
4.2.3 液氩纯度标定 |
4.2.4 ~(241)Am和~(22)Na放射源刻度 |
4.2.5 两相氩TPC探测器S2信号放大倍数研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(2)用于测量放射性惰性气体的4π叠层探测器的研制(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 放射性惰性气体监测设备的研究现状 |
1.2.2 粒子甄别技术的研究现状 |
1.3 本论文的主要内容与结构 |
1.3.1 本论文的主要内容 |
1.3.2 本论文的主要特色与创新点 |
1.3.3 本论文的主要结构 |
第二章 探测器的基本结构和原理 |
2.1 放射性惰性气体 |
2.2 闪烁体探测器的基本组成 |
2.2.1 闪烁体 |
2.2.2 光电倍增管 |
2.2.3 叠层探测器的基本结构 |
2.3 叠层探测器的基本原理 |
2.3.1 叠层探测器的符合测量 |
2.3.2 脉冲形状甄别 |
2.4 本章小结 |
第三章 探测器的设计 |
3.1 探测器的机械设计 |
3.1.1 塑料闪烁体的机械设计 |
3.1.2 碘化铯闪烁体的机械设计 |
3.1.3 探测器外壳设计及组装 |
3.2 探测器的蒙特卡罗模拟 |
3.2.1 Geant4介绍 |
3.2.2 ROOT介绍 |
3.2.3 不同能量的β、γ射线在探测器中沉积效率的模拟 |
3.3 探测器的电子学设计 |
3.3.1 前置放大器的电路 |
3.3.2 RC常数的确定 |
3.3.3 高压分压器 |
3.4 本章小结 |
第四章 探测器的测量系统 |
4.1 核电子学测量系统介绍 |
4.1.1 核电子学测量系统主要结构 |
4.1.2 核电子学标准插件 |
4.1.3 探测器两端高压的测量 |
4.2 DT5790波形数字采样器 |
4.3 DPP-PSD控制软件 |
4.3.1 DPP-PSD控制软件的参数设置 |
4.4 本章小结 |
第五章 探测器的数据处理 |
5.1 β-γ脉冲形状甄别 |
5.2 探测器的能量刻度 |
5.3 探测器两端信号的相加 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文及专利 |
致谢 |
(3)基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容及章节安排 |
第2章 基础理论与工作原理 |
2.1 核辐射测量探测技术 |
2.1.1 核辐射测量探测任务 |
2.1.2 核辐射探测对象 |
2.1.3 核辐射探测器 |
2.2 数字化谱仪 |
2.3 符合与反符合测量 |
2.3.1 符合与反符合测量方法 |
2.3.2 符合与反符合应用 |
第3章 系统总体设计方案 |
3.1 硬件总体设计 |
3.2 软件总体设计 |
第4章 系统硬件电路设计 |
4.1 嵌入式核信号处理ADC板卡电路设计 |
4.1.1 信号调理电路设计 |
4.1.2 ADC电路设计 |
4.2 时钟同步电路设计 |
4.3 高速数据通信电路设计 |
4.3.1 嵌入式核信号处理ADC板卡与控制底板之间数据通信 |
4.3.2 控制底板与上位机之间数据通信 |
4.4 主控电路设计 |
4.5 电源系统设计 |
4.6 系统PCB设计与实物制作 |
4.6.1 系统地平面设计 |
4.6.2 高速ADC布局布线 |
4.6.3 PCB电路及实物制作 |
第5章 系统软件设计 |
5.1 ADC数据采集 |
5.1.1 ADC时序控制 |
5.1.2 数字滤波算法 |
5.2 USB3.0驱动 |
5.3 列表数据测量模式 |
5.4 时间同步设计与数字符合反符合测量 |
5.4.1 时间同步设计 |
5.4.2 数字符合反符合测量 |
5.5 高能量分辨率数字分析算法 |
5.6 高时间分辨率数字分析算法 |
5.6.1 前沿定时 |
5.6.2 过零定时 |
5.6.3 恒比定时 |
第6章 系统性能测试 |
6.1 数据通信测试 |
6.1.1 嵌入式核信号处理ADC板卡通信测试 |
6.1.2 USB3.0通信测试 |
6.2 电源性能测试 |
6.2.1 前放电源测试 |
6.2.2 嵌入式核信号处理ADC板卡及主控电源测试 |
6.3 功能性测试 |
6.3.1 原始波形及成形波形数据获取 |
6.3.2 列表数据获取 |
6.3.3 多通道数据测量 |
6.4 系统稳定性测试 |
6.4.1 线性度测试 |
6.4.2 系统计数率测试 |
6.4.3 能量分辨率测试 |
6.4.4 时钟同步精度 |
6.4.5 上升时间测量 |
6.5 符合与反符合测试 |
6.5.1 双通道SDD探测器符合测试 |
6.5.2 高纯锗、塑闪符合测量 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)基于单光子技术的闪烁体衰减时间常数测量(论文提纲范文)
0 引言 |
1 测试系统 |
1.1 测试原理 |
1.2 测试设备 |
2 衰减时间常数测试及结果 |
2.1 Ce∶LYSO测试 |
2.2 Ce∶LuAG测试 |
2.3 测试结果与分析 |
3 结束语 |
(5)基于液氩探测器的暗物质直接探测实验读出电子学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 粒子物理标准模型 |
1.2 暗物质的存在证据 |
1.2.1 星系旋转曲线 |
1.2.2 引力透镜效应 |
1.2.3 宇宙微波背景辐射 |
1.3 暗物质候选粒子 |
1.4 暗物质的探测方法 |
1.4.1 对撞机产生 |
1.4.2 间接探测 |
1.4.3 直接探测 |
1.5 暗物质直接探测实验的发展现状 |
1.6 基于液态惰性元素的暗物质直接探测 |
1.6.1 探测器中的相互作用过程 |
1.6.2 粒子甄别 |
1.7 本论文研究目标和结构安排 |
参考文献 |
第2章 液态惰性元素探测器的现状与发展趋势 |
2.1 国内外相关实验调研 |
2.1.1 PandaX实验 |
2.1.2 XENON实验 |
2.1.3 DarkSide实验 |
2.1.4 DEAP-3600实验 |
2.2 暗物质直接探测实验的发展趋势 |
2.3 本章小结 |
参考文献 |
第3章 吨级液氩探测器电子学方案设计 |
3.1 吨级液氩探测器 |
3.2 电子学需求分析 |
3.2.1 采样率分析 |
3.2.2 量化精度分析 |
3.2.3 其他需求 |
3.3 电子学方案设计 |
3.3.1 触发方案 |
3.3.2 数据获取方案 |
3.3.3 波形数字化方案 |
3.3.4 电子学架构 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第4章 原型电子学设计实现 |
4.1 前置放大模块 |
4.2 前端数字化模块 |
4.2.1 FDM原理框图 |
4.2.2 模拟前端设计 |
4.2.3 波形数字化 |
4.2.4 时钟电路设计 |
4.2.5 FPGA控制逻辑以及数据传输 |
4.2.6 电源方案设计 |
4.3 触发时钟模块 |
4.4 触发方案的设计与实现 |
4.5 电子学测试 |
4.5.1 前置放大模块性能测试 |
4.5.2 前端数字化模块性能测试 |
4.5.3 通道间的同步性能测试 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第5章 与原型探测器的联调测试 |
5.1 探测器联调平台 |
5.2 单光电子谱测试 |
5.3 ~(22)Na放射源测试 |
5.4 中子放射源测试 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文 |
(6)基于EJ299-33A塑闪探测器的n-γ时间关联测量技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 研究背景及国内外进展 |
1.1 时间关联测量技术原理及应用 |
1.1.1 符合时间关联测量技术 |
1.1.2 时间关联技术应用—NMIS的发展 |
1.2 用于时间关联测量的中子探测器系统的发展 |
1.3 本章小结 |
第二章 EJ299-33A新型塑闪探测器性能研究 |
2.1 EJ299-33A塑料闪烁体探测器组成及工作原理 |
2.1.1 EJ299-33A闪烁体成分组成 |
2.1.2 有机闪烁体的发光机制 |
2.1.3 EJ299-33A塑闪探测器工作原理 |
2.2 n、γ射线与EJ299-33A塑闪相互作用原理 |
2.2.1 γ射线与EJ299-33A塑闪相互作用 |
2.2.2 中子与EJ299-33A的相互作用原理 |
2.3 EJ299-33A探测器n/γ甄别效果 |
2.3.1 电荷比较法原理 |
2.3.2 基于数字化仪DT5730B的n/γ甄别效果实验结果 |
2.4 本章小结 |
第三章 双EJ299-33A探头符合时间关联测量系统 |
3.1 符合概念 |
3.2 EJ299-33A 时间关联系统组成及工作原理 |
3.2.1 基于模拟电路的时间关联系统构成及原理 |
3.2.2 基于数字化电路的时间关联系统构成及原理 |
3.3 EJ299-33A时间关联系统的时间分辨研究 |
3.3.1 符合时间分辨 |
3.3.2 时间关联系统时间分辨的阈值依赖关系研究分析 |
3.3.3 ~(60)Co源下时间分辨阈值依赖关系 |
3.3.4 ~(60)Co与~(22)Na源用于系统时间分辨标定测量的比较 |
3.4 本章小结 |
第四章 ~(252)Cf源自发裂变n/γ时间关联实验与谱解耦分析 |
4.1 时间关联测量原理 |
4.2 EJ299-33A塑闪探测器用于时间关联可行性的实验研究 |
4.2.1 ~(252)Cf的时间关联实验测量 |
4.2.2 Am-Li源用于时间关联的实验检验 |
4.2.3 不同条件下~(252)Cf源的时间关联实验测量 |
4.3 时间关联解谱与关联成分提取分析 |
4.3.1 关联成分解耦与特征量提取 |
4.3.2 时间分辨对时间关联的影响 |
4.3.3 ~(252)Cf源与Am-Li源的时间关联谱解耦对比 |
4.3.4 屏蔽条件下~(252)Cf时间关联谱解析 |
4.3.5 距离对于关联成分的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 ~(252)Cf 源n/γ时间关联的仿真模拟与理论应用 |
5.1 蒙卡模拟与验证 |
5.1.1 程序设计 |
5.1.2 时间关联模拟 |
5.2 时间关联应用于~(252)Cf活度计算 |
5.2.1 传统级联衰变测量活度 |
5.2.2 符合法用于~(252)Cf活度的计算结果 |
5.3 本章小结 |
结束语 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(7)ADS零功率装置反应性监测技术实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 ADS研究背景 |
1.2 ADS反应性测量技术研究的意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 论文主要研究内容 |
第2章 反应堆反应性测量原理及方法 |
2.1 跳源法 |
2.1.1 微分法原理 |
2.1.2 积分法原理 |
2.2 脉冲中子源法 |
2.2.1 面积比方法 |
2.2.2 拟合-α 方法 |
2.3 逆动态法监测反应堆反应性变化 |
第3章 次临界装置中子学模拟研究 |
3.1 中子输运理论 |
3.2 反应堆keff的计算 |
3.3 缓发中子有效份额 βeff |
3.4 中子有效代时间 |
3.4.1 微扰法原理 |
3.4.2 MCNP模拟计算结果 |
第4章 反应性监测数据采集系统搭建 |
4.1 PXI系统简介 |
4.2 脉冲波形数字化采集系统 |
4.3 NI-PXIe6614计数器卡 |
4.3.1 数据采集原理 |
4.3.2 反应堆实验采集程序 |
4.4 数据采集系统性能测试 |
4.4.1 基于NI-5772 采集卡研究液闪探测器n-γ 甄别性能 |
4.4.2 NI-PXIe6614计数器卡测试 |
第5章 铅基零功率装置反应性测量实验研究 |
5.1 铅基零功率实验装置介绍 |
5.2 确定测量系统死时间 |
5.3 跳源法测量铅基堆次临界度 |
5.3.1 实验布置 |
5.3.2 数据处理和分析 |
5.3.3 跳源实验小结 |
5.4 脉冲中子源法测量铅基堆次临界度 |
5.4.1 脉冲中子源实验布置 |
5.4.2 拟合 α 法分析次临界度 |
5.4.3 面积比A_p/A_d分析次临界度 |
5.4.4 PNS实验小结 |
5.5 逆动态法监测控制棒变化过程中次临界度变化 |
5.5.1 测量原理 |
5.5.2 实验内容 |
5.5.3 控制棒反应性价值测量结果 |
5.5.4 空间效应修正 |
5.5.5 逆动态实验小结 |
第6章 结论和展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)常见无机闪烁体发光衰减时间测量装置研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 闪烁体衰减时间定义 |
1.3 现有的闪烁体衰减时间测量方法 |
1.3.1 平均波形取样法 |
1.3.2 单光子计数法 |
1.3.3 直接模拟法 |
1.3.5 条纹相机法 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 系统硬件设计 |
2.1 系统框架与工作原理 |
2.2 快速复合型电流前放设计 |
2.2.1 电流型前放的总体设计 |
2.2.2 放大电路设计 |
2.3 数据采集、处理模块设计 |
2.3.1 单端转差分电路设计 |
2.3.2 高速ADC电路 |
2.3.3 FPGA电路设计 |
2.3.4 高速USB电路 |
2.4 电源系统 |
2.4.1 电源芯片选型 |
2.4.2 电源电路设计 |
2.4.3 上电时序控制 |
2.5 ADC采样时钟设计 |
2.5.1 时钟抖动定义 |
2.5.2 时钟抖动对采集系统的影响 |
第3章 信号完整性分析与高速PCB设计 |
3.1 硬件系统信号完整性分析 |
3.2 系统PCB设计 |
3.3 PCB制板实物 |
第4章 软件程序设计 |
4.1 数据接收、处理程序设计 |
4.1.1 ADC工作模式配置 |
4.1.2 ADC数据接口设计 |
4.1.3 数据处理模块设计 |
4.1.4 HUSB接口协议设计 |
4.2 PC机端软件设计 |
第5章 系统性能评估及测试 |
5.1 电流型前置放大器性能评估 |
5.1.1 电流型前放脉冲响应时间测量 |
5.1.2 线性度测量 |
5.2 实际测试应用 |
5.2.1 LaBr3:0.5%Ce~(3+)闪烁体衰减时间测量 |
5.2.2 NaI闪烁体衰减时间测量 |
5.2.3 CsI闪烁体衰减时间测量 |
5.2.4 GAGG闪烁体衰减时间测量 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(9)结合SiPM器件的空间辐射探测器的电子学系统研制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 空间辐射探测的发展历程及现状 |
1.2.2 空间辐射探测的发展趋势 |
1.3 论文主要内容和章节安排 |
第二章 空间辐射探测器及探测器电子学原理 |
2.1 闪烁体探测器 |
2.1.1 闪烁体发光机理 |
2.1.2 SiPM与闪烁体结合构成闪烁体探测器 |
2.2 光电转换单元 |
2.2.1 光电倍增管 |
2.2.2 硅光电倍增管 |
2.3 探测器的几种前置放大器 |
2.3.1 电荷灵敏前置放大器 |
2.3.2 电压灵敏前置放大器 |
2.3.3 电流灵敏前置放大器 |
2.4 本章小结 |
第三章 光电转换单元测试及电源管理单元设计 |
3.1 光电转换单元的设计制备 |
3.1.1 SiPM及光电转换单元电路 |
3.1.2 光电转换单元实物 |
3.2 光电转换单元工作点测试 |
3.2.1 漏电流与基线算法 |
3.2.2 暗计数测试 |
3.3 电源单元设计 |
3.3.1 DC-DC电源和LDO电源原理 |
3.3.2 电源管理单元设计 |
3.4 本章小结 |
第四章 前置放大单元设计 |
4.1 前置放大器类型的选择 |
4.2 前置放大单元参数的选取 |
4.2.1 对探测器原始信号的分析 |
4.2.2 前置放大单元的构建和参数选取 |
4.3 前置放大单元的仿真和噪声分析 |
4.3.1 前置放大单元的仿真 |
4.3.2 噪声估计 |
4.4 前置放大单元的硬件实现和信号输出 |
4.4.1 前置放大单元的硬件实现 |
4.4.2 前置放大单元的信号输出 |
4.5 本章小结 |
第五章 部分电荷读取探测 |
5.1 部分电荷读取探测的定时优势 |
5.1.1 信号定时方式 |
5.1.2 部分电荷读取探测的定时精度 |
5.2 部分电荷读取的电子学 |
5.2.1 正常反偏置连接 |
5.2.2 部分电荷读取的电子学连接 |
5.3 部分电荷读取脉冲波形分析 |
5.3.1 单极分析方法 |
5.3.2 双极分析方法 |
5.3.3 绝对双极分析方法 |
5.3.4 次级分析方法 |
5.4 基于部分电荷读取的PSD鉴别能力 |
5.4.1 部分电荷读取探测的能谱定标 |
5.4.2 部分电荷读取的鉴别能力 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 本文创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(10)大面积LaBr3:Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量(论文提纲范文)
1 引言 |
2 三种闪烁晶体基本特征参数比较 |
3 三种闪烁探测器的伽马灵敏度测量比较 |
3.1 辐射源情况和闪烁探测器简介 |
3.2 探测器的伽马灵敏度获取方法 |
3.3 测量结果及比较 |
3.4 灵敏度测量结果讨论 |
4 大面积La Br3∶Ce闪烁探测器的时间响应测量 |
4.1 辐射源情况和测量系统简介 |
4.2 测量结果 |
4.3 测量结果讨论 |
5 结论 |
四、闪烁体衰减常数值的脉冲波形测量方法(论文参考文献)
- [1]反应堆中微子相干散射两相氩TPC研究[D]. 李佳俊. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]用于测量放射性惰性气体的4π叠层探测器的研制[D]. 周冬冬. 苏州大学, 2020(02)
- [3]基于List-mode的六通道多参数数字化谱仪系统设计[D]. 侯杨. 成都理工大学, 2020(04)
- [4]基于单光子技术的闪烁体衰减时间常数测量[J]. 王强,王璐,屈菁菁,丁雨憧. 压电与声光, 2020(02)
- [5]基于液氩探测器的暗物质直接探测实验读出电子学研究[D]. 祝星. 中国科学技术大学, 2019
- [6]基于EJ299-33A塑闪探测器的n-γ时间关联测量技术研究[D]. 宋志浩. 国防科技大学, 2018(01)
- [7]ADS零功率装置反应性监测技术实验研究[D]. 万波. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2018(01)
- [8]常见无机闪烁体发光衰减时间测量装置研究[D]. 王涛. 成都理工大学, 2018(01)
- [9]结合SiPM器件的空间辐射探测器的电子学系统研制[D]. 余俊豪. 南京航空航天大学, 2018(02)
- [10]大面积LaBr3:Ce闪烁探测器伽马灵敏度和时间响应测量[J]. 胡孟春,李忠宝,刘建,甫跃成,章法强,王文川,张建华,唐登攀,李如荣,陈力雄,黄雁. 人工晶体学报, 2017(07)