在γ放射性測量中,天然本底和康普頓散射的影響,導致低活度核素檢測困難,所以本文引入反符合測量方法加以改善。本設(shè)計采用Φ95×145×80mm環(huán)形NaI（Tl）晶體為反符合探測器,采用濱松的3英寸NaI（Tl）探測器作為主探測器。系統(tǒng)主要工作原理為:主探頭輸出端的核脈沖信號先經(jīng)過信號調(diào)理及ADC采集,再與外圍的反符合信號進行反符合甄別處理,甄別后的信號用于形成γ能譜。當主探測器采集到脈沖信號且外圍環(huán)形探測器無信號時,FPGA才會將主探測器的脈沖信號保留,并對其進行數(shù)字核脈沖信號處理而得到能譜數(shù)據(jù)。本文采用XILINX公司的Spartan?-3E器件XC3S500E系列的FPGA為控制核心,反符合譜儀系統(tǒng)主要包括阻抗匹配電路、程控增益電路、放大濾波電路、高速ADC采集電路、反符合整形電路、FPGA數(shù)字信號處理電路及USB接口電路等。其中,FPGA數(shù)字信號處理硬件電路主要包括時鐘模塊、核信號采集與存儲模塊、反符合甄別模塊、數(shù)字脈沖梯形成形模塊、能譜成形及USB傳輸模塊等。本文開發(fā)的軟件主要功能包括:（1）γ能譜測量、（2）譜線繪圖顯示、（3）能量刻度、（4）效率刻度、（5）活度計算、（6）待... 

【文章來源】：成都理工大學四川省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
    1.4 論文的章節(jié)安排
    本章小結(jié)
第2章 反符合測量原理
    2.1 天然放射性
    2.2 γ射線與物質(zhì)的相互作用
        2.2.1 光電效應(yīng)
        2.2.2 康普頓效應(yīng)
        2.2.3 電子對效應(yīng)
        2.2.4 三種效應(yīng)方式的比較
    2.3 反符合測量原理
    本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)框架設(shè)計
    3.1 探測器的選擇
    3.2 信號調(diào)理單元
    3.3 信號的高速采集
    3.4 數(shù)字信號處理單元
    3.5 USB通信接口
    本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 電源管理系統(tǒng)
    4.2 探測器單元選型
    4.3 主信號調(diào)理電路
        4.3.1 電壓跟隨電路
        4.3.2 程控增益電路
        4.3.3 放大濾波電路
    4.4 高速ADC信號采集
    4.5 符合信號整形電路
        4.5.1 信號調(diào)理電路
        4.5.2 信號整形電路
    4.6 數(shù)字信號處理電路
    4.7 USB通信電路
    本章小結(jié)
第5章 FPGA數(shù)字信號處理硬件電路設(shè)計
    5.1 FPGA內(nèi)部硬件設(shè)計
    5.2 數(shù)字時鐘模塊
    5.3 核信號采集與存儲模塊
    5.4 反符合甄別模塊
        5.4.1 反符合甄別邏輯
        5.4.2 反符合甄別設(shè)計
    5.5 脈沖梯形成型模塊
    5.6 能譜成型模塊
        5.6.1 脈沖峰值提取
        5.6.2 RAM能譜成形
    5.7 USB傳輸模塊
    本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)測試軟件設(shè)計
    6.1 軟件架構(gòu)
    6.2 工作流程
    6.3 界面設(shè)計
    本章小結(jié)
第7章 系統(tǒng)測試及結(jié)論
    7.1 模擬電路信號測試
        7.1.1 主探測器信號測試
        7.1.2 反符合信號測試
        7.1.3 主信號與反符合信號測試
    7.2 本底測試與驗證
        7.2.1 Geant4本底模擬
        7.2.2 本底測量
        7.2.3 本底抑制效果對比
    7.3 輻射測試
        7.3.1 探測器端面中心測試
        7.3.2 探測器側(cè)面中間測試
        7.3.3 輻射測試對比
    本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]反宇宙射線低本底γ譜儀測量裝置應(yīng)用[J]. 刁立軍,姚順和,孟軍,陳細林.  中國原子能科學研究院年報. 2010(00)
[3]反符合方法對低本底高純鍺γ譜儀本底降低的實驗研究[J]. 侯鐵棟,刁立軍.  中國原子能科學研究院年報. 2009(00)
[4]用反符合和熱中子屏蔽降低γ譜儀本底[J]. 刁立軍,侯鐵棟,李瑋,孟軍.  核技術(shù). 2010(07)
[5]數(shù)字技術(shù)在航空伽馬能譜儀中的應(yīng)用[J]. 曾國強,葛良全,熊盛青,倪衛(wèi)沖,賴萬昌.  物探與化探. 2010(02)
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[7]HPGe低本底反康普頓γ譜儀[J]. 李建華,金惠民,刁立軍,唐培家.  中國原子能科學研究院年報. 2003(00)
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[9]兩套低本底反康普頓HPGeγ譜儀技術(shù)指標的比較[J]. 韓峰,李天柁,周春林,過惠平,弟宇鳴.  核電子學與探測技術(shù). 1999(05)
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博士論文
[1]肺部γ放射部內(nèi)污染現(xiàn)場快速評估關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王磊.成都理工大學 2013

碩士論文
[1]海水原位γ能譜快速檢測方法初步研究[D]. 喻杰.成都理工大學 2017
[2]基于CLYC的中子-γ復合探測電子學系統(tǒng)設(shè)計[D]. 姚付良.成都理工大學 2017
[3]基于FPGA的小型γ成像儀器的設(shè)計[D]. 田正凱.成都理工大學 2014
[4]便攜式肺部γ放射性內(nèi)污染檢測儀研制[D]. 王琳.成都理工大學 2014
[5]基于FPGA和STM32的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器設(shè)計[D]. 盧圣才.成都理工大學 2013
[6]基于FPGA的多道脈沖幅度分析器設(shè)計[D]. 李嬌龍.成都理工大學 2012
[7]γ射線在塑料-NaI（T1）復合探測器中響應(yīng)函數(shù)及探測效率的蒙特卡羅模擬[D]. 李湘棟.南華大學 2011
[8]NaI（Tl）便攜式γ譜儀研制[D]. 楊彬華.南華大學 2011



本文編號：3160005