針對(duì)康普頓散射實(shí)驗(yàn)需要較強(qiáng)放射源、安全管理難度大的問(wèn)題,提出康普頓散射實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該仿真系統(tǒng)由工作臺(tái)控制系統(tǒng)和模擬核探頭組成。實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器探測(cè)模擬放射源類型、確定有無(wú)散射樣品和散射角度等實(shí)驗(yàn)狀態(tài);基于STM32F103的模擬核探頭根據(jù)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)產(chǎn)生符合特定散射能譜的仿核電壓脈沖,獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相同的實(shí)驗(yàn)效果。

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圖１康普頓散射實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)２．１設(shè)計(jì)思路康普頓散射實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)具有以下功能：（１）能夠自動(dòng)感知放射源類型；（２）能夠自動(dòng)感知散射角（即模擬核探頭的旋轉(zhuǎn)角度）；（３）能夠自動(dòng)感知散射物是否存在；（４）能夠?qū)崿F(xiàn)ＮａＩ（Ｔｌ）探頭的光電倍增管的工作高壓響應(yīng)效果；（５）能夠產(chǎn)生符合特定能譜的隨機(jī)仿核電壓脈....

圖２康普頓散射實(shí)驗(yàn)仿真控制系統(tǒng)框圖

輸出電平進(jìn)行輪詢式測(cè)量，進(jìn)而獲得放射源狀態(tài)和散射樣品是否存在。圖２康普頓散射實(shí)驗(yàn)仿真控制系統(tǒng)框圖此外，通過(guò)Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器測(cè)量核探頭旋轉(zhuǎn)角度傳感器輸出電壓，得到旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。以上任務(wù)對(duì)工作臺(tái)控制器性能要求不高，本系統(tǒng)采用８位單片機(jī)ＳＴＭ８Ｓ１０５作為工作臺(tái)控制器。工作臺(tái)控制系統(tǒng)與模擬....

圖３Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽樣法流程

法生成已知能譜的矩形電壓脈沖幅度數(shù)據(jù)分為兩步：第一步是使用Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽樣算法離線獲得別名表，第二步是利用別名表在線進(jìn)行隨機(jī)數(shù)抽樣。使用Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽樣法獲得別名表的流程如圖３所示，輸入序列ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ為離散隨機(jī)變量Ｘ的概率分布，ｎｕｍ為ｄｉｓｔｒｉｂ....

圖４濾波成形電路

ｐｒｏｂｊ的比較結(jié)果，確定矩形電壓脈沖的幅度數(shù)據(jù)ｒｅｓｕｌｔ。將ｒｅｓｕｌｔ送入Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生矩形電壓脈沖。矩形電壓脈沖的幅度正比于ｒｅ－ｓｕｌｔ，從而實(shí)驗(yàn)仿核電壓脈沖幅度符合特定能譜的目的。能譜數(shù)據(jù)是工作高壓每增加１０Ｖ所獲得，對(duì)工作高壓測(cè)量值進(jìn)行１０整除值來(lái)選擇數(shù)據(jù)源，從....

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