模拟软件Multisim在核电子学课堂教学中的应用

本文针对核电子学课程传统教学的理论性、抽象性、复杂性等不利因素,借助Multisim模拟软件,理解课程中所讲述的关键知识点。通过建立各章节中所需要掌握的电路模型,变化电路中元器件的参数,让学生直观地感受脉冲信号的变化趋势。采用理论与模拟相结合的创新方式,弥补了核电子学课程入门难以及知识抽象的不足,满足课堂教学的要求。将Multisim软件应用于复杂电路的讲授中,使结论更生动、直观、高效,同时培养了学生理论与实践的综合能力。

核电子学在空间科学探测领域的应用

21世纪以来,随着科学技术的进步和对宇宙探索的不懈追求,我国成功发射了多颗空间科学卫星和深空探测载荷。在这些空间科学卫星或搭载的科学仪器中,核与粒子探测器发挥着至关重要的作用。核电子学作为探测器的重要组成部分,其功能涵盖前端信号放大读出、数字化、触发判选与处理等多个环节。空间科学探测中的核电子学除满足探测器在高分辨率、大动态范围、精确粒子鉴别和数据压缩等方面的需求,同时还须符合空间环境下的抗辐照、高可靠性和长寿命等工程要求。本文通过回顾核电子学在我国空间探测领域的应用,希望为核电子学技术在空间科学领域的进一步发展提供参考和见解。论文分析了几个空间科学任务中的核电子学设计方案,包括暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particle Explorer,DAMPE)、硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星(Gravitational Wave High-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor, GECAM)、天问一号(Tianwen-1)、先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)和爱因斯坦探针卫星(Einstein Probe,EP)等。在此基础上,本文进一步探讨了核电子学技术对于实现空间探测科学目标的重要性及其面临的挑战,包括创新性、空间环境适应能力等方面,并对未来的发展方向进行了展望。核电子学是核与粒子探测的核心技术,在空间科学任务中,核电子学系统除必须满足对探测器信号进行精密读出等所需要达到的电性能参数方面的要求,还要确保在太空特殊环境中的长期可靠性。此外,随着科学目标的拓展和提升,空间探测任务对核电子学的数据处理和传输能力也提出了更高的要求。同时,受益于新材料、先进工艺和人工智能等技术的发展,未来的核电子学系统有望更紧凑、可靠和智能化。核电子学的持续发展有望为实现更高水平的空间科学探测提供强有力的支持,推动对宇宙空间的更深度探索。

核电子学电路仿真和数值分析综合实验方法

在传统核电子学教学中采用电路仿真与微分方程数值解分析结合的教学方法。以核电子学中阻容反馈型反相放大电路为例,通过Multisim软件仿真和数值分析的方式分别对电路进行仿真和分析。在对比二者输出结果的同时提出需要分析的问题,引导学生深入讨论。这种理论分析与实践设计相结合的教学手段使学生加深对专业知识的理解、提高专业学习兴趣,而且还可以降低教学成本,提高教学效率。

Multisim在核电子学虚拟仿真实验中的应用

核电子学是以探测器输出、信号、变换与处理,波形采集与控制为主要知识点,以电路分析与系统调试为主要内容。借助Multisim仿真软件,以核电子学中经典脉冲峰值采样保持电路为例,详细介绍了Multisim仿真软件,在核脉冲信号模拟、电路搭建、信号设置、波形分析上的应用。通过示波器在各个节点,输出波形的观察和对比,能够清楚的了解和掌握核脉冲峰值保持电路的特点,学习电路的调试要点,有利于减少实物实验中放射源的使用风险,为其他类似高校,开展核电子学虚拟仿真实验教学提供了一种参考。

核电子学综合设计性实验教学的探索与实践

实验课程是提高学生实践能力的有效途径。核电子学实验课程经多年探索形成了教学特色鲜明﹑实验项目丰富,以培养学生实践能力为目的的课程。为满足社会需求,紧跟时代步伐,探索改革核电子学实验课程的项目设计及教学模式,实验教学中心通过开展核电子学综合设计性实验,采用"以任务为主线,以学生为主,教师为辅,全程参与"的教学模式,提高了学生的实验积极性,提升了实验教学效果。并以"单道脉冲幅度分析器综合设计实验"为例,阐述该实验项目的 3个重要环节:实验设计规划、实验执行策略及实验质量控制。实践结果表明,学生的实验积极性及实践能力都有大幅度提高。

基于光电倍增管的核电子学前端系统噪声研究

核电子学前端噪声是设计核电子学前端必须考虑的重要问题,如何确定核电子学前端噪声界限,提高信噪比是前端设计必须关注的问题。从核电子学前端系统(探测器(光电倍增管)、前置放大器和滤波成形电路)入手,通过2个不等式建立了核电子学前端系统噪声上界、下界问题和核电子学前端噪声模型,同时给出核电子学前端系统噪声上界。研究表明,电荷灵敏前置放大器噪声下界与频带无关;核电子学前端系统噪声上界与给定条件下信号频带宽度成正比。

Multisim10在核电子学课程设计中的应用

为了验证核仪器研发过程电路设计是否有效,功能是否达标,判断电路的准确性及有效性,采用Multisim10虚拟仿真软件应用于在核电子学课程设计,进行《核电子学》中各种电路的仿真和分析,如静态工作点、输入输出脉冲幅度分析、电压闭环增益测试、电压开环增益测试、电路输入输出电阻测试等,有利于培养学生综合分析、开发创新和工程设计的能力。

细化核电子学实验考核

实验教学是培养学生综合素质、创造能力、实践能力的重要途径。科学合理、公正有效的考核和成绩评定是提高实验教学质量的有效途径。近几年笔者对实验教学考核方式不断进行探索,通过细化实验教学的过程考核和质量考核,提高了学生对实验课程的重视程度,促进了学生实践动手及创新能力的提升,达到了良好的教学效果。

发展中的核电子学

本文简要介绍了核电子学的现状和广泛应用的情况。阐述了核电子学的学科特点及其存在和持续发展的原因。

基于核电子学加强核科学与技术学科研究的思考——以西南科技大学为例

核科学与技术大发展事关重大,是关系到我国原子能工业发展的全局大事。基于此,本文从两个方面进行论述,一是核电子学遇到的问题。包括核科学理论相对完善与探测器发展的缓慢、电子学的快速发展、工程应用的困难、科研与应用的对立与统一。二是解决的办法。包括敏感材料研究、微电领域研究、加强学科交叉、学院定位与共识、大工程中锻炼技术人才等方面进行系统论述,结合实际对新时期推动核学科与技术发展有重要的参考意义。

可调大时间常数核电子学前端设计

核电子学前端设计是一个重要的研究问题。本文从核电子学前端的工作原理入手,通过分析电荷灵敏前置放大器的原理,提出新的电荷灵敏前置放大器的拓扑结构,该结构能使得电荷灵敏前置放大器的积分时间常数大范围变化,有效解决电荷灵敏前置放弃积分时间常数不易改变的问题,结合后续的滤波成型电路设计一款前端电子学,并进行仿真与测试,仿真结果表明:整个前端电子学系统的线性为1,为设计核电子学前端提供新思路。

核电子学电路设计中Matlab的Simulink工具包应用研究

介绍了Matlab的Simulink工具包在核电子学电路设计中的仿真功能。在知道系统特性的情况下,通过建立适当的系统模型,可以先不考虑具体电路设计,直接使用抽象的具有一定输入输出的框图来模拟系统的运行环境,且可通过修改程序观察各种参数对系统性能的影响程度,从而来指导实际的电路设计。

《核电子学》虚拟技术教学探索——以西南科技大学为例

通过互动式教学方式,以虚拟仿真技术为载体,逐步更新核电子教学手段。采用虚拟仿真技术,系统仿真核电子学关键电路,解决对核电子学整个系统框架认识,增加学生自主学习和创新能力,达到利用更少的学时让学生迅速掌握相关内容知识的目的。

核电子学与核探测技术领域中的计算机应用问题

文中对近十年来核电子学与核探测技术领域内计算机应用的状况作了概括;简要的讨论了能谱数据获取、计算机断层成象、以及大型数据获取等系统方面的技术进展。对值得注意引用的计算机学科内发展起来的一些新技术与新技术产品作了简单的评价。

核电子学近期发展——核电子学发展史记(三)

从40年代末到70年代初,核电子学发展成为一个成熟的分支学科。核辐射探测器已形成气体、闪烁体和半导体三种类型;电子学向集成电路电子学发展;计算机技术广泛应用。这时期核电子学发展动力仍是核物理研究和核武器研制,同时开展核能应用及核技术应用。70年代以后,核电子学随着科学技术的飞速发展,产生了巨大的变化。

第五次全国核电子学与核探测器学术会议在兰州圆满结束

第五次全国核电子学与核探测器学术会议于1990年8月21日至25日在兰州召开。来自全国科研、生产、高校和军队等35个单位的120多名专家学者和青年科技工作者参加了会议。这次学术会议是受中国电子学会,中国核学会核电子学与核探测技术学会委托,由中国科学院近代物理研究所和西北同位素仪表集团公司共同承办的。提交会议的146篇学术论文。

核电子学的发展——核电子学发展史记(二)

20世纪20年代到40年代末是核电子学的产生形成时期。核辐射气体探测器和真空管电子学的发展是核电子学产生的基础。核物理学研究和核武器研制是核电子学产生的动力。核电子学学科形成后继续向前发展并进入成熟时期。

核电子学教学中的问题与对策探索——以西南科技大学为例

核电子学是核工程与核技术、核物理、辐射防护与环境安全专业的一门重要专业课,对于学生今后从事的工作具有重要的指导意义。本文从现状分析、存在问题、措施与建议等三方面进行系统论述。对新时期培养优秀核类大学生,提高本科教学质量具有重要参考意义,结合"卓越工程师"项目,对提高本科专业教学水平有重要指导意义。

新型核电子学教学实验平台设计

介绍了新型核电子学教学实验平台的设计。平台的设计采用高速电路设计和数字可重构技术,在原有实验的基础上引入新的实验内容和测试手段。性能测试表明:前端电路增益可以在输出线性动态范围为±2.98 V内实现0~10倍线性可调,其中2倍和10倍增益的3 d B带宽分别大于350 MHz和280 MHz;数字成形技术使数字多道的分辨率相对提高了30.39%;10小时稳定性测试显示数字多道系统的峰位在625.69上下0.43%范围内浮动,分辨率在10.97%上下0.55%范围内浮动,基线基本保持不变。实验平台已经通过测试并应用于教学实验中。

多丝正比计数器核电子学电路研制

介绍了用集成电路构成的一套用于多丝正比计数器的核电子学电路,该电路与多丝正比计数器结合可用于全身表面污染监测仪,手脚表面污染监测仪,地板表面污染监测仪及低本底α、β测量仪等监测仪器;分析了电路设计及制造工艺中的一些具体要点。