基于LabVIEW的γ辐射剂量仪的设计与实现

介绍了基于LabVIEW的γ辐射剂量监测仪的硬件及软件设计。该监测仪采用G-M计数管作为探测器,通过单片机对γ辐射剂量数据进行处理,使用LabVIEW设计监测仪上位机应用程序,实现了在PC机上对γ辐射剂量的监测。

车载式核辐射探测仪控制系统的设计与实现

针对车载式核辐射探测过程中射线源搜寻、辐射剂量率测量的功能要求,设计的控制系统,实现了对探测器的机械运动控制及其状态反馈,并提出了一套温度补偿方法,实现了射线测量中温度漂移校正,满足了较宽温度动态范围下的剂量率测量要求。此方案已成功应用于车载式核辐射探测仪。

PET系统中数字化恒比定时的研究

针对PET探测器中快速脉冲信号的数字化恒比定时进行了研究,提出了相应的解决方案。该方案硬件以FPGA为核心,脉冲信号经过高速ADC数字化之后,在FPGA中通过DCFD(Digital Con-stant Fraction Discriminator)算法提取其时间信息。实验结果表明,DCFD时间分辨达到772 ps,能够满足PET系统对时间测量的要求。

大面积高灵敏度编码相机探测器的设计与性能测试

编码孔径相机是一种定位放射性物质的设备,对丢失放射性物质的寻找以及监测具有重要的意义。为了满足编码孔径相机对核突发事故的污染区进行实时定位,并获得污染面积和污染程度等信息,采用大面积CsI(Tl)晶体阵列与光电倍增管(PhotoMultiplier Tube,PMT)阵列耦合的方式构建高灵敏度编码相机的探测器,以此提高探测效率并减少探测时间。该探测器由121根CsI(Tl)晶体构成11×11的阵列,每根晶体的尺寸为15 mm×15 mm×15 mm,通过光导与3×3的光电倍增管阵列耦合为一个探测器模块;由4个探测器模块组成2×2的阵列作为探头部件,采用自主设计的放大滤波成型以及单端转差分电路实现探测器信号的读出处理。通过测试发现,该探测器模块在662 keV的γ射线激发下,能很好地实现各个晶体条的位置分辨,且其平均能量分辨率为9.4%。测试结果表明:该探测器在位置分辨、能量分辨率、峰位一致性以及探测效率一致性等性能方面均能够满足高灵敏度编码相机成像的设计要求。

核安全中的辐射成像方法与智能化技术

辐射成像是核辐射测量的一项重要内容。在辐射安全领域中典型的辐射成像方法主要包括针孔成像、(空间)编码孔径成像、时间编码成像和康普顿散射成像等,各有其优缺点与适用场景。基于现有成像技术方法上的积累以及先进成像设备研制经验,针对在“更快速、更准确、更大范围内”进行辐射探测(成像)的实际需要,本研究探讨了对辐射热点进行三维定位的三种可行性方案、人工智能在辐射热点动态成像、核素识别方面的应用以及辐射成像智能化平台。在辐射热点三维定位的研究方面,通过四目立体成像系统实现了远距离成像场景中放射源100 m距离下小于20%的测距精度,在室内场景中通过三维场景建模和辐射场构建实现了4枚放射源的三维定位。在人工智能算法的应用方面,实现了移动辐射热点的实时定位,可对25 m远处以36 km/h速度移动的14 mCi^(137)Cs放射源进行动态定位追踪。在神经网络核素识别算法研究方面,提出了一种基于先验能量信息的特征增强卷积神经网络,可在低计数和多核素混合的环境下,实现核素的快速识别。在辐射成像智能化平台研制方面,研制了可实现辐射热点检测的加速器隧道环境巡检机器人,并开发了一套车载式辐射应急监测平台,搭载有无人机载、车载、便携式γ相机等多个探测终端,可在辐射应急情况下实现城市区域的快速机动测量。本文所给出的诸多辐射成像智能化技术使得人们可以更快、更精确地获取放射源的空间三维分布与核素信息,为辐射环境评估、辐射防护、核应急演练和决策提供了先进高效的辐射探测技术手段。