用于复合闪烁体的α、β脉冲甄别电路设计

设计了一种用于复合闪烁体,能够甄别区分α、β脉冲信号的甄别电路,并给出了测试结果。结果表明该电路能很好地甄别α、β脉冲信号,满足了α、β复合闪烁体探测器的要求。

基于TDC-GP1测量前沿时间实现的n-γ脉冲甄别器

中子通量探测是国际热核聚变实验反应堆项目中一个关键性的测量课题,其难点在于如何有效地剔除聚变反应中伴生的α、γ等粒子及其他非中子信号,保留有用的中子信号,从而得到准确的中子通量。由于α、γ等粒子及其他非中子信号与中子信号在脉冲幅度和上升时间上均存在差别,根据这些特征设计的n-γ脉冲甄别器基于测量脉冲信号前沿上升时间,并辅以脉冲幅度甄别,实现了n-γ精确甄别。其中,上升时间测量是通过TDC-GP1配合双路恒比定时器实现的。经实验验证,此方法能够有效地识别中子信号并剔除α、γ信号等非中子信号的影响,n-γ脉冲甄别器探测中子信号计数率的动态范围可以达到0-106cps。

几种新型数字化脉冲甄别方法综述

脉冲形状甄别技术(PSD)已经广泛应用于粒子与核物理、核医学等许多领域。传统PSD技术有死区时间长和甄别效率低等缺点,数字PSD技术直接使用波形原始信息,并采用先进的数字信号处理技术,可避免传统PSD的缺点,同时具有灵活、高效的特点。介绍几种脉冲甄别方法的原理及典型应用,总结不同方法的优缺点并展望未来数字PSD技术的发展方向。

基于弹道亏损形状特征的堆积脉冲识别方法

识别与拒绝堆积脉冲是提升高辐射环境下X荧光光谱性能的有效方法。本文提出一种堆积脉冲甄别方法,该方法首先将原始脉冲成形为三角脉冲和梯形脉冲;然后计算其幅度比值,该比值称为时不变脉冲形状标签(TIPS);最后通过TIPS的大小判别脉冲是否堆积。这种方法不需要测量脉冲宽度,且不受脉冲幅度变化的影响。与逆锯齿波成形器相比,三角脉冲成形器能更有效地抑制TIPS展宽,从而有利于甄别堆积脉冲。在1.22×10^(6)s^(-1)通过率下,使用该方法识别铅黄铜样品中堆积脉冲。结果表明,当非堆积脉冲损失率为15%时,准确率、召回率及F1得分分别提升到73.55%、78.75%和76.06%,铜的Kα峰峰总比提高到76.60%。本文提出的方法可以有效识别堆积脉冲和提高能谱的峰总比。

基于GAF-CNN的n/γ甄别方法研究

中子探测是核能开发领域的重要技术,由于中子闪烁体探测器往往会对中子和γ射线同时响应,因此有效分辨中子和γ射线是实现高精度中子探测的先决条件。为进一步提升n/γ甄别性能,本文结合脉冲形状甄别(PSD)技术和格拉姆角场(GAF)图像转换方法,将卷积神经网络(CNN)分类模型应用到n/γ甄别中。通过GAF将n/γ脉冲数据转化为二维图像,之后将其输入到CNN分类模型中达到样本辨别的目的。为验证GAF-CNN甄别的准确性,与传统CNN甄别法和电荷比较法进行了甄别效果对比。结果表明,GAF-CNN甄别法具有更低的辨别误差率和较短的处理时间,且n/γ甄别品质因子(FOM)有着数量级上的提升。同时其具备网络轻量化的特点,有助于实现CNN PSD算法的嵌入式部署,为研制高性能n/γ复合探测能谱仪提供了一种可行的PSD技术解决方案。

新型总β测量探测器输出脉冲甄别初探

本文对闪烁探测器输出回路脉冲计算公式及其极值进行了推导,利用MATLAB强大的数值计算功能讨论了闪烁探测器输出回路脉冲形状与回路RC时间常数的关系。并初步提出信号甄别的方法。

用于总β测量闪烁探测器输出脉冲甄别原理初探

介绍了一种新型总β测量闪烁探测器的原理与结构,对闪烁探测器输出回路脉冲计算公式及其极值进行了推导,利用MATLAB强大的数值计算功能讨论了闪烁探测器输出回路脉冲形状与回路RC时间常数的关系。并初步提出信号甄别的方法。

基于数字化技术的芪晶体探测器脉冲形状甄别方法研究

建立了一套基于芪晶体探测器和示波器的数字化中子谱仪,数据获取和处理由基于Lab-VIEWTM发展的软件完成。用电荷积分法、过零时间法、上升时间法和脉冲梯度法实现了对镅铍中子源测量的n/γ甄别。实验比较发现,电荷积分法效果最好且易于实现,具有较好抗噪能力的过零时间法也显示了较好的n/γ甄别能力。

核脉冲波形甄别

文中分析核脉冲波形堆积和传统的全硬件核脉冲信号处理电路,提出基于DSP和高速A/D的波形甄别系统方案,可有效地实现去脉冲堆积和脉冲幅度测量,减小系统的死时间,也简化模拟电路设计。在此基础上,可设计新型单道和多道幅度分析仪等核测量仪器。

CIAE2170型脉冲形状甄别器的研制

研制的ＣＩＡＥ２１７０型脉冲形状甄别器已应用于中子物理、中子核数据测量及裂变物理实验中，进行１５００ｈ以上，连续工作２００ｈ的长期工作的考验，稳定可靠。它的各项技术性能经严格测试，在国内没有同类产品能与之相比，达到国内领先、国外同类仪器的先进水平。特别是它的温度稳定性在５—４５℃范围内，达到＜０．１０ｎｓ／℃。

新型脉冲形状甄别器

介绍利用脉冲波形前、后沿信息所研制的新型(NaI(Tl)/CsI(Na))复合晶体探测器脉冲形状甄别器(PSD)和性能测试结果,实测表明该PSD具有最佳甄别因子>3.5,能很好地区分纯NaI和CsI信号,对康普顿事件也有很好的拒斥能力,已多次用于球载空间观测实验。

利用向量投影法对α、γ粒子进行脉冲形状甄别

提出了一种脉冲形状的甄别方法——向量投影法,论述了向量投影法的原理和计算方法。对FADC采集的实测数据进行了计算,给出结果,证明了向量投影法可以实现α、γ粒子的脉冲形状甄别。

基于FPGA的复合晶体二维脉冲形状甄别系统

在数字化前后沿脉冲形状甄别[1]的基础上,对脉冲数据采集系统进行改进,将脉宽信息直接加入脉冲事例信息。由此将脉冲事例的处理分为在线粗处理和离线精确处理:在线时设置一个偏大的阈值,只存储此阈值以下的事例信息;离线对获取的数据进行处理,得到脉冲幅度与脉冲宽度谱,根据谱的具体形状,设置精确的甄别阈进行事例判选。该设计很好地解决了复合晶体温度变化引起的甄别阈变化问题,同时能够对甄别系统本身在小幅度处的失真进行校正,提高了甄别系统的准确性。

CIAE2170型脉冲形状甄别器技术性能测量

ＣＩＡＥ２１７０是中国原子能科学研究院新研制的脉冲形状甄别器。该仪器已在中子物理、中子核数据测量及裂变物理实验中应用，经受了连续２００ｈ，累计１５００ｈ以上的长期工作的考验，性能稳定，达到了国外同类仪器的先进水平。特别是在５一４５°Ｃ范围内，它的温度稳定性＜０．１０ｎｓ／℃。

基于LabVIEW的虚拟核脉冲幅度甄别器设计

基于LabVIEW设计一个虚拟核脉冲幅度甄别器,对虚拟信号发生器产生的模拟核信号进行甄别分析。结果表明,在实验教学中,用基于软件体系结构的VI系统代替基于硬件体系结构的传统仪器,不仅节省仪器购买、维护等费用,还可增强实验教学效果。

一种具有脉冲宽度甄别的多道分析器

多道分析器剔除脉冲信号中干扰峰的方法一般是采取滤波电路,这不仅增加成本而且增加了电路设计的复杂性。论文提出了一种基于混合信号单片机的具有脉冲宽度甄别功能的多道分析器,利用脉冲宽度甄别技术可以直接剔除脉冲信号中的干扰峰,实现了滤波处理。通过软件与硬件设计实现了具有脉冲宽度甄别的多道分析器,并通过实验结果的比对说明脉冲宽度甄别在脉冲信号处理方面具有的实用意义。

微功耗脉冲幅度甄别器

介绍了一种由集成电压比较器 MAX92 1构成的脉冲幅度甄别器。该甄别器具有微功耗、低工作电压的特点 ,适宜于输入脉冲速率要求不太高的电路。

用于核反应测量的脉冲波形数字甄别系统设计方案

针对核物理实验对核反应测量脉冲波形甄别系统的性能要求,提出了基于多片高速A/D和高端FPGA的数字化脉冲波形甄别系统设计方案。高速A/D完成对探测器输出波形信号的数字化,而后通过可编程的方式在FPGA内部采用先进的数字信号处理算法完成对信号的甄别,可以解决模拟电子线路对超大信号难以处理的问题,进而对探测器输出不同粒子特征进行准确提取,实现准确实时地触发高速数据采集主板系统。

核脉冲波形甄别方法研究

建立了一套基于信号发生器和数字示波器采样的仿真数字化核脉冲分析系统,分别采用电荷积分法、过零时间法、脉冲梯度法、指数拟合法和离散傅里叶变换法完成了仿真中子和γ射线的数字化甄别。结果表明,几种方法均可较为理想的实现n/γ甄别,但在甄别效果和计算时间上存在较大差异,可为实时n/γ甄别的算法选取和优化提供一定参考依据。

裂变材料中子-伽马脉冲形状甄别几何条件影响的模拟分析

快中子多重性分析技术是当前核材料衡算领域的热门研究方向。针对中子伽马脉冲形状甄别的效果在探测距离很近时明显变差的实验现象展开了研究。使用GEANT4工具箱模拟了液体闪烁体探测器测量裂变中子伽马的粒子输运过程,并基于计算机模拟数据分析了使用BC-501A液体闪烁体探测器测量裂变中子时,裂变物质与探测器的距离(几何效率)对中子-伽马甄别效果的影响。分析的结果与实验现象相符,表明在基于液体闪烁体探测器的核材料属性测量中,若单个探头的探测效率较高,裂变中子伽马脉冲叠加会严重影响甄别结果和测量计数。