适配EPICS控制系统中子监测仪的研制

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合肥光源是向国内外用户开放的第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,为材料科学、生命科学、信息科学等领域提供了先进的研究平台。针对合肥光源(HLS-Ⅱ)辐射防护与安全监测的需求,研制了一款中子监测仪,用于监测场所与环境中子的剂量率等参数的测量。HLS-Ⅱ的辐射防护系统是基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)架构的分布式控制系统,且辐射监测系统是人身安全联锁保护系统中的一个重要部分。为提高合肥光源人身安全联锁系数,减少中间的环节,研制了适配EPICS控制系统的中子监测仪。
  中子监测仪设计过程中针对项目需求,从外壳选型到高压直流电源选型开始,到前置放大器设计,数字部分原理图设计,数字部分PCB设计,EPICS软件程序编写到最终上位机程序设计。其中数据采集处理电路使用了FPGA预处理电路、CORTEX-M3与CORTEX-A8嵌入式处理电路,以分别实现对脉冲信号的计数处理与中子信息的发布。采用镅铍中子源对监测仪的性能进行初步测试,并观察中子剂量率在合肥光源的三种模式下的变化规律,实验结果表明新的监测仪系统具有中子探测的能力,且可以灵敏地反应合肥光源中环境中子剂量的变化。
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