發(fā)布時間：2023-02-23 10:19

　　釷是是一種潛在的核能原料,地殼中釷的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈾,開發(fā)利用釷資源具有重要的戰(zhàn)略意義。放射性選礦機(jī)在篩選放射性礦石領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,本文依據(jù)釷礦石的放射性這一特點,研制了釷礦石選礦機(jī)放射性在線檢測系統(tǒng),實現(xiàn)了實時檢測和快速選礦。論文針對釷礦石塊礦的揀選需求,設(shè)計了選礦機(jī)放射性測量的硬件電路和測量裝置。論文取得的主要成果有以下幾個方面:(1)研制了適合釷礦石選礦機(jī)在線檢測系統(tǒng)需求的硬件電路,包括低壓電源、主放大器和單道脈沖幅度分析器,設(shè)計了在線放射性測量的探測裝置。(2)基于EP2C8T144I8N FPGA,開發(fā)了十路脈沖計數(shù)器和數(shù)據(jù)處理、傳輸模塊。設(shè)計了基于Python語言的用戶軟件,初步實現(xiàn)了在線測量。(3)利用內(nèi)蒙包頭白云鄂博礦區(qū)的釷礦石樣品進(jìn)行模擬測量試驗,對本底屏蔽、礦石位置、相鄰礦石、環(huán)境本底等影響進(jìn)行了較詳細(xì)的實驗。結(jié)果表明:蔽裝置能大大降低天然放射性本底,礦石間距在15cm左右時,礦石間的相互影響可忽略不計。(4)基本上完成了釷礦石選礦機(jī)在線檢測系統(tǒng)樣機(jī)的制作,實測其檢出限為0.87cps。

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)
    1.2 研究背景
        1.2.1 國內(nèi)發(fā)展概況
        1.2.2 國外發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.3 釷礦石塊礦揀選的意義及問題
    1.3 主要研究工作
    1.4 本章小結(jié)
第2章 理論基礎(chǔ)
    2.1 釷礦石的放射性
        2.1.1 天然放射性
        2.1.2 釷礦石中的放射性
    2.2 Γ射線探測的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 γ射線與物質(zhì)的相互作用
        2.2.2 γ射線照射量率的計算
    2.3 Γ射線的探測
        2.3.1 氣體探測器
        2.3.2 半導(dǎo)體探測器
        2.3.3 閃爍體探測器
    2.4 閃爍體的選擇
    2.5 放射性選礦機(jī)的工作原理及構(gòu)架
        2.5.1 礦石的射線探測
    2.6 探測裝置的電路結(jié)構(gòu)
    2.7 釷礦石選礦機(jī)的探測方式
    2.8 本章小結(jié)
第3章 釷礦石放射性測量系統(tǒng)的電路設(shè)計
    3.1 低壓電源模塊
        3.1.1 電源變換模塊
        3.1.2 濾波電路
    3.2 高壓電源模塊
    3.3 主放大器
        3.3.1 OP467運算放大器的功能說明
        3.3.2 信號放大與成形電路
    3.4 單道脈沖幅度分析器
        3.4.1 TL084功能說明
        3.4.2 LM393電壓比較器
        3.4.3 電路原理圖
    3.5 FPGA計數(shù)部分
        3.5.1 FPGA
        3.5.2 CH340電路設(shè)計
        3.5.3 MAX3232電路設(shè)計
        3.5.4 電路及說明
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于FPGA的計數(shù)電路
    4.1 FPGA的開發(fā)環(huán)境簡介
        4.1.1 芯片選型
        4.1.2 開發(fā)環(huán)境
        4.1.3 FPGA設(shè)計語言
    4.2 FPGA的開發(fā)代碼
        4.2.1 總體設(shè)計
        4.2.2 程序代碼
    4.3 上位機(jī)軟件設(shè)計
        4.3.1 語言介紹
        4.3.2 用戶界面介紹
        4.3.3 Python庫文件
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)集成與聯(lián)機(jī)調(diào)試
    5.1 探頭與屏蔽設(shè)計
        5.1.1 探頭的設(shè)計
    5.2 主機(jī)的裝配
        5.2.1 機(jī)箱的布局
        5.2.2 電路板的裝配
    5.3 整機(jī)調(diào)試
        5.3.1 閾值調(diào)節(jié)與能譜測量
        5.3.2 線性調(diào)節(jié)范圍測量
    5.4 指標(biāo)測試
        5.4.1 穩(wěn)定性測量
        5.4.2 一致性測量
        5.4.3 檢出限測定
    5.5 本章小結(jié)
第6章 應(yīng)用實驗
    6.1 礦石參數(shù)的測量
        6.1.1 實驗樣品的準(zhǔn)備
        6.1.2 比活度的測量
    6.2 影響因素的討論
        6.2.1 鉛屏蔽的影響
        6.2.2 礦石位置的影響
        6.2.3 相鄰礦石之間的影響
    6.3 可靠性檢測
    6.4 誤差討論
        6.4.1 礦石測量起始時間的誤差
        6.4.2 礦石塊度產(chǎn)生的測量誤差
    6.5 結(jié)果及分析
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3748344