电子感应加速器励磁线圈的有限元分析

励磁线圈作为电子感应加速器的关键组成部分,从电子束注入加速管开始,至电子束打靶产生X射线,其产生的时变磁场贯穿电子束的整个加速过程。励磁线圈控制电子加速过程中磁通量的变化,直接决定了电子感应加速器最终产生X射线的能量与剂量率。为了研究励磁线圈的结构参数对电子感应加速器中电子加速轨道上磁感应强度的影响,采用有限元方法来模拟磁场分布。通过有限元仿真软件研究励磁线圈匝数、半径、层间距、排列结构这四种参数对电子加速轨道上磁感应强度的影响。结果表明:提升线圈匝数、半径均可以增强电子加速轨道磁感应强度。其中线圈匝数每增加2匝,电子加速轨道上磁感应强度提高约3%。线圈半径由3 mm增加到4 mm时,电子加速轨道上磁感应强度增幅最大(0.2%)。线圈层间距为8 mm时,磁感应强度取得最大值0.34106 T。线圈由磁极向外递减排列时,排列结构为10-9-9-7的磁感应强度最大,为0.34097 T。线圈由磁极向外递增排列时,线圈排列结构为7-9-9-10的磁感应强度最大,为0.3412 T。上述分析结果对电子感应加速器励磁线圈的结构优化设计有重要的指导作用与意义。

用于铀矿石分选的Nal线阵探测器系统设计

为了实现铀矿石的放射性预分选,基于放射性铀矿分选项目中阵列探测器对铀矿石数据读出的需求,设计了一种Nal线阵探测器系统。该系统由多路数字化单道脉冲幅度分析器、FPGA、STM32、Nal探测器构成。该系统具有精度高、操作简易等优点,能够针对多个探测器进行信号采集,同时能够矫正探测器不一致性。系统能够甄别探测器输出的信号,将信号幅度在参考电压范围之内的信号反符合成方波信号,不符合条件的信号过滤,再使用FPGA对方波信号进行计数。用户能够通过上位机对系统参数进行调节,改变系统中电路的相关参数指标使得不同的探测器对铀矿石的探测响应保持一致性。经测试,系统能够对10 kHz的信号准确计数,能够准确甄别Nal探测器输出信号,简单易用,稳定性好,长时间使用阈值电压漂移0.205%,高压漂移0.8%,且实现通过改变系统参数使得不同探测器对同一铀矿石响应具有一致性。

数字核脉冲信号sin成形研究与性能分析

随着高精度ADC与高集成数字信号处理器件的飞速发展,核脉冲信号数字化技术已成为核能谱测量系统的研究热点。对数字核脉冲信号的sin成形原理进行了推导,并对仿真核脉冲信号和实际采样的核脉冲信号分别进行了sin成形处理,并基于此讨论了有关sin成形参数的选取。研究结果表明:基于sin成形的数字核脉冲信号成形是可行的,具有良好应用前景。成形参数d1和d2的大小直接影响着核脉冲信号sin成形的效果,成形参数a的大小影响着sin成形脉冲的脉冲幅度,成形宽度nw的大小影响着sin成形脉冲的宽度。通过对137Cs(NaI探测器)的特征峰进行能谱测试,在能量分辨率相当情况下,sin成形相比梯形成形与高斯成形具有更好的计数率特性。

NaI(Tl)探测器工作性能的蒙卡模拟

通道式车辆放射性检测站所用的NaI(Tl)探测器在投入使用前,需要了解探测器在设定工作范围内的性能表现。直接测量费时费力且易受实验条件的限制。为了能快速获知探测器在复杂环境下的工作性能,基于NaI(Tl)探测器的尺寸参数建立蒙卡模型,模拟探测器对不同放射源的γ能谱。对比高斯扩展后的模拟谱与实测谱后发现两者特征峰基本拟合,验证了蒙卡模型的准确性。当源距增大时,模拟谱与实测谱的吻合情况依旧良好,表明模拟结果能够反映NaI(Tl)探测器对于不同能量与源距情况的能谱表现,证明了以蒙特卡罗模拟作为探测器性能参考的可行性。