通用型数字化多道脉冲幅度分析器的设计

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuanguiqq110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
核谱仪系统是核物理实验、核技术应用、核辐射测量等多个领域获取信息的重要手段,多道脉冲幅度分析器作为核谱仪系统中的重要组成部分,其性能的优劣极大程度上决定了核能谱系统性能指标的好坏。传统的多道脉冲幅度分析器由一系列模拟电路组成,由于其本身电子元器件的固有特性,存在稳定性差、系统复杂等缺点。近年来,随着高速ADC及高性能数字信号处理芯片(CPLD、DSP、FPGA)的快速发展,数字化测量技术日趋成熟。本文基于核脉冲信号数字化处理技术,设计了一款适合于不同探测器系统的通用型数字化多道脉冲幅度分析器,主要开展了如下研究工作:(1)对数字化多道脉冲幅度分析器的结构和功能进行系统分析。重点研究数字核脉冲的成形方法,推导了基于数字Sallen-Key的高斯成形和传递函数法的梯形(三角)成形的数值递推模型;基于MATLAB平台对核信号进行了数字成形处理,分析了不同成形方法、不同成形参数对数字成形结果的影响,改进了数字成形的递推模型,便于其在FPGA中予以实现。(2)设计了一套基于FPGA+ARM+高速ADC的通用型数字化多道脉冲幅度分析器,ADC实现核脉冲信号的高速采样,FPGA实现ADC控制、核脉冲信号的数字成形、堆积识别、幅度提取以及能谱构建等相关功能,ARM实现数据通信与外部功能扩展。(3)基于Qt平台设计了与数字化多道脉冲幅度分析器配套的能谱获取与分析软件,软件系统具有串口、USB口两种通讯方式,可完成原始脉冲、成形脉冲与能谱数据的获取与显示。(4)对数字化多道脉冲幅度分析器性能指标进行测试表明:数字化多道的积分非线性为0.26%;微分非线性为0.85%;对数字化多道的稳定性进行了测试,通过对同一幅度脉冲连续十次测试,道址并未发生偏移。(5)基于Na I探测器(FJ374)获取了137Cs、60Co以及标准物质能谱,并对不同成形方法、不同成形参数下获取的能谱数据进行分析,结果表明:随着成形参数的增大,系统能量分辨率提高,峰位计数率降低。针对梯形成形,系统能量分辨率从9.10%提高到8.50%,峰位计数从6707下降到6016;针对三角成形,系统能量分辨率从9.31%提高到8.52%,峰位计数从6817下降到6120;针对高斯成形,系统能量分辨率从9.40%提高到8.24%,峰位计数从6055下降到5799(均针对137Cs的662Ke V),能量分辨率均优于探测器标称值。基于La Br3探测器(KLB7676)获取了137Cs、60Co能谱,其能量分辨率为3.02%(针对137Cs的662Ke V)。基于Si-PIN探测器(XPIN-XT)获取了Fe与Cu特征X射线能谱,其能量分辨率在182e V左右。基于上述研究成果表明,本文提出的通用型数字化多道脉冲幅度分析器可有效实现对核脉冲信号的数字化处理,且效果良好,对本领域的后续研究以及数字核谱仪设计具有一定的参考意义与实用价值。
其他文献
铀矿酸法地浸采矿后,含矿含水层的地下水会受到酸、放射性核素以及多种重金属元素的严重污染。因此,在对溶浸场地下水环境进行修复治理过程中,如何使受污染的含水层得以有效净化,是目前地浸采铀工程中亟待解决的关键问题之一。基于乳化油、纳米零价铁和胶体氢氧化镁能够缓释碳源、电子供体和OH-的特性,本文采用液相还原法、湿法制备乳化纳米零价铁/胶体Mg(OH)2双功能缓释剂,研究其去除溶液中U(Ⅵ)的效能与内在机
学位
随着我国核电事业的快速发展,含铀废水的产生量也在逐年增加,如果不进行妥善处理就排放,会对生态环境和人体健康造成严重威胁,对于废水中U(Ⅵ)的分离和富集处理是核工业发展过程中亟待解决的关键问题,开发低廉、高效和环保的材料是研究重点。铁、镍等纳米零价金属无毒无害,还原性好,去除废水中的重金属有较好的去除效果,成为国内外研究的热点。但由于磁力和范德华力的作用,纳米金属易团聚、失活,因此需要对其进行改性处
学位
铀是核能发展必不可少的重要资源,核能的可持续发展离不开铀矿山的安全退役和环境辐射的有效治理。为排除已退役铀矿山环境辐射安全隐患,必须全方位多参数耦合调查以全面了解我国已退役铀矿山环境辐射现状,综合评估当前退役治理方案的可靠性并采取补救措施,研究成果亦能为后续铀矿山退役治理方案设计提供参考。本文以中国南方某退役铀矿山为调查对象,历时2年(监测采样频率至少每月一次),实施全面环境放射性调查(包括土壤、
学位
目的:本研究以吉林省公立医院医技人员为研究对象进行横断面调查,旨在了解医技人员情绪劳动现状和相关影响因素,以及组织支持感、组织认同感和职业认同感对情绪劳动各维度的作用机制,以期为进一步改善医技人员情绪劳动状况提供理论支持。方法:本研究采用分层随机抽样和定额抽样相结合的方式获取研究对象,通过现场调查收集研究数据。使用Epidata 3.1软件进行数据的录入与导出,通过Excel2019进行数据整理,
学位
铀矿石作为核能利用的主要原材料,是具有战略意义的重要资源。我国的铀矿石资源具有矿化不均匀,中、低品位矿石多,废石比例高的特点,采用直接浸出的方案会加大分离工艺的难度、增加生产成本。因此利用选矿手段进行矿石分选,可以提高矿石品位,从而达到富集铀元素的目的。以低品位硬岩铀矿石的放射性分选方法为研究对象,针对于目前基于伽马能谱法的铀矿石品位计算方法存在的:难定量低品位矿石、易受相邻矿石的干扰、测量时间长
学位
碳质气溶胶对气候变化和人类健康有重大影响,尤其对城市地区影响比较大,同时农村背景区在一定程度上也受到影响。本研究对2017年9月至2018年8月在江西省赣州市于都县某乡村采集的细颗粒物(PM2.5,粒径≤2.5μm)样品,进行PM2.5中水溶性无机离子、碳质组分(OC、EC和TC)浓度水平以及稳定碳同位素组成(δ13CTC和δ13CEC)测试和分析,结合贝叶斯稳定同位素混合模型,量化各潜在污染源对
学位
本文分别采用熔盐电解法制备二硫化钼(MoS2),超声剥离法制备二硫化钨(WS2)和二硒化钼(MoSe2),并以此为基体,引入酰胺基非离子表面活性剂N,N-二甲基-9-癸烯酰胺(NNA)作为添加剂,重构铀酰离子在吸附剂表面的吸附行为。通过简单共混的方法制备NNA/MoS2、NNA/WS2和NNA/MoSe2三种的体系,并用于溶液中铀酰离子的分离提取。采用扫描电子显微镜和X射线能谱(SEM-EDS)、
学位
有机酸是大气气溶胶中的重要水溶性有机化合物,对环境和人类健康具有重要影响。为了更好的了解南昌市大气气溶胶中PM2.5中的水溶性低分子有机酸的特征及来源,我们在江西省南昌市进行了为期一年(2019年1月1日-2019年12月31日)的大气颗粒物采样,对样品中的主要阴阳离子以及水溶性低分子有机酸进行了测定,并依据结果进行了分析讨论,得出如下结果:(1)在南昌地区检测出了水溶性无机离子(包括Cl-、SO
学位
期刊
核燃料干法后处理是先进核燃料循环策略中最重要的候选技术之一,为避免裂变产物中的稀土元素(中子毒物)对链式反应及后处理中嬗变效率造成的不良影响,必须对这些元素进行提取分离。裂变产物中稀土元素和锕系元素的物理化学性质相似,常规的化学方法难以将其分离。由于活性阴极在高温熔盐电化学提取分离镧锕元素过程中表现出优异的性能,因此,本文选择Gd、Nd、Sm等裂片元素作为研究对象,研究其电化学行为、动力学参数和热
学位