本文選題：熱中子 + 多絲正比室��； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：中子是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的重要工具,尤其是中子散射技術(shù)的迅猛發(fā)展,已經(jīng)在包括物理、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域做出了重要的貢獻(xiàn),可以在原子和分子的尺度上研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)特性,從而可以在復(fù)雜的、集成的、微量的樣品環(huán)境下進(jìn)行研究。中子散射實(shí)驗(yàn)需要結(jié)合位置靈敏探測(cè)器對(duì)散射后的中子位置進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算靶物質(zhì)的信息,而很多傳統(tǒng)的熱中子散射譜儀所用的基于。He的高壓氣體探測(cè)器面臨一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)狀：3He氣體的供應(yīng)已嚴(yán)重不足。為此,近幾年各國都在研究可替代3He探測(cè)器的方案,其中涂硼的MWPC作為一種高性能、簡單低成本的方案?jìng)涫荜P(guān)注。現(xiàn)行的中子位置靈敏探測(cè)系統(tǒng)中,多采用MPSD陣列、稻草管或MWPC等探測(cè)器,其中MWPC具有分辨能力好、高n/γ抑制能力、簡單低成本等優(yōu)點(diǎn)。典型的MWPC讀出方法包括逐絲讀出法、重心法和延遲線法等。本論文針對(duì)新發(fā)展的涂硼二維位置靈敏中子探測(cè)器,開展相適應(yīng)的讀出電子學(xué)方法的研究,在延遲線讀出方法的基礎(chǔ)上,匹配以高精度定時(shí)方案、進(jìn)行位置測(cè)量,從而為開展我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中子散射探測(cè)裝置的研究和應(yīng)用提供依據(jù)。論文的主要內(nèi)容包括：1、對(duì)讀出方法實(shí)現(xiàn)的研究。延遲線讀出法的應(yīng)用先例往往基于經(jīng)驗(yàn)或嘗試,而通過對(duì)延遲線讀出的電子學(xué)模型建立和計(jì)算,可以得到參數(shù)選取的依據(jù),同時(shí)對(duì)放大和甄別定時(shí)電路的具體實(shí)現(xiàn)方法起到了指導(dǎo)性意義：2、高精度時(shí)間測(cè)量的實(shí)現(xiàn)。基于FPGA的TDC技術(shù)近年來蓬勃發(fā)展,其高精度、高集成度等優(yōu)點(diǎn)使得該技術(shù)在本應(yīng)用場(chǎng)合的實(shí)現(xiàn)有重要的意義。3、實(shí)現(xiàn)讀出靈活的系統(tǒng)架構(gòu),可擴(kuò)展性強(qiáng)、性能高。4、提出一些MWPC多重?fù)糁惺吕呐羞x、舍棄和還原的基本思路。論文各章節(jié)的主要內(nèi)容如下：第一章是對(duì)中子基本性質(zhì)的介紹,并將熱中子探測(cè)所利用的幾種輕核反應(yīng)進(jìn)行列舉,闡述利用10B薄膜類氣體探測(cè)器進(jìn)行熱中子探測(cè)的可行性和必要性。同時(shí),對(duì)常見的應(yīng)用于熱中子散射實(shí)驗(yàn)中的位置靈敏探測(cè)器進(jìn)行分類概述,并介紹了MWPC探測(cè)器的幾種讀出方法。第二章是對(duì)國內(nèi)外中子散射實(shí)驗(yàn)探測(cè)器和對(duì)應(yīng)電子學(xué)讀出方法的調(diào)研。由于目前涂硼探測(cè)器大部分處在預(yù)研階段,實(shí)驗(yàn)中多采用基于3He的探測(cè)器,但讀出方法有相同性,可供參考。第三章是由本論文針對(duì)的探測(cè)器得到原始信號(hào)的形狀及對(duì)應(yīng)的函數(shù)模型,并分析延遲線時(shí)間差法的網(wǎng)絡(luò)模型,結(jié)合各種因素的分析得到延遲線模塊設(shè)計(jì)的依據(jù)。第四章和第五章分別介紹了讀出系統(tǒng)中的前端電子學(xué)和后端電子學(xué)實(shí)現(xiàn)方法。前端電子學(xué)包括放大和甄別電路,后端電子學(xué)包括高精度TDC和千兆網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)。第五章的最后對(duì)讀出系統(tǒng)的總體架構(gòu)進(jìn)行了總結(jié)。第六章針對(duì)MWPC探測(cè)器延遲線讀出法中可能帶來的事例多重?fù)糁袉栴}進(jìn)行了討論,介紹了現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)該情況的處理方式,并進(jìn)一步提出了一些輔助還原該種事例的方法。第七章介紹各電子學(xué)模塊的獨(dú)立測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)的聯(lián)合測(cè)試的目的、測(cè)試方法和結(jié)果,驗(yàn)證了前述設(shè)計(jì)方法的可行性。第八章包括對(duì)全文的總結(jié)和展望。在對(duì)本論文研究內(nèi)容的目標(biāo)、意義和具體實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行總體概括的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步規(guī)劃工作內(nèi)容,使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化、增強(qiáng)可移植性,擴(kuò)大適用范圍。
[Abstract]:In this paper , it is important to study the structure and dynamics of neutron scattering , especially in the field of physics , chemistry , life science and material science . In chapter 2 , the paper introduces the method of reading out the front - end electronics and the back - end electronics in the read - out system . The third chapter introduces the method of the front - end electronics and the back - end electronics in the readout system . The chapter 5 introduces the method of the front - end electronics and the back - end electronics in the readout system .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL816.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1819430