分类: 核科学技术 >> 核探测技术与核电子学 分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2024-02-07
摘要: A new measurement method for the spatial distribution of neutron beam flux in boron neutron capture therapy (BNCT) is being developed based on the two-dimensional Micromegas detector. To address the issue of long processing time in traditional offline position reconstruction methods, this paper proposes an FPGA-based online position reconstruction method, grounded in the micro time projection chamber principle. This method encapsulates key technical aspects: self-adaptive serial link technique built upon the dynamical adjustment of delay chain length, fast sorting and coordinate matching technique based on the mapping between signal timestamps and random access memory (RAM) addresses, and precise start point merging technique utilizing a circular combined RAM. The performance test of the self-adaptive serial link shows the bit error rate of the link is better than 10^-12 at a confidence level of 99%, ensuring reliable data transmission. The combined experiment of the readout electronics and the Micromegas detector shows a spatial resolution of approximately 1.4 mm, surpassing the current method's resolution level of 5 mm. The beam experiment confirms that the readout electronics system can obtain the flux spatial distribution of neutron beam online, thus validating the feasibility of the position reconstruction method. The online position reconstruction method avoids traditional methods such as bubble sorting and traversal searching, simplifying the design of logic firmware and reducing the time complexity from O(n^2) to O(n). This study contributes to the advancement in measuring neutron beam flux for BNCT.
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2024-01-15
摘要: 随着国内半导体企业技术的发展,部分国产元器件性能指标已经与进口元器件相当,能够满足核辐射监测仪器仪表的性能需求。论文基于1.5 英寸LaBr3 闪烁体设计了一套全国产化的𝛾 能谱仪,包括闪烁体、光电倍增管和电子元器件均选用国产厂家产品。经测试,能谱仪在常温下的分辨率可以达到2.8%@662keV。工作温度范围可达-40℃ 至50℃,且全温度范围内的能量分辨率均优于3.0%,137Cs 全能峰道址随温度变化率约为-0.67/℃,且线性度良好。高压调整率为0.02V,满足0.2V /℃ 的稳谱高压调整率要求。谱仪的能量非线性好于99.99%。实验数据显示,现阶段国产LaBr3 闪烁体、光电倍增管及电子元器件能够满足𝛾 能谱仪的设计需求。
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2023-11-15
摘要: NaI(Tl)晶体是一种常见的辐射探测器材料,由于其与射线相互作用产生的是微弱光信号,因此需要使用光电倍增管将光信号转换为电信号供后级电路处理。硅光电倍增管作为一种新型光电转换器件,相较于传统的光电倍增管具有低噪声、体积小、低功耗、和抗磁性等优点。因此,采用SiPM设计的NaI(Tl)闪烁体探测器,具有体积小、高效、灵敏和抗干扰强的优点,通过优化探测器的物理结构和信号处理电路,实现了对伽马射线的高效探测。本文设计研发了采用SiPM的1英寸的NaI(Tl)探测器,具有体积小,本底噪声低的优点。测试了探测器对137Cs源的能谱影响,结果表明探测器对0.662MeV的射线能量分辨率为8.72%。
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2023-09-06
摘要: 上海光源BL02U2线站已经安装了两台德国HUBER公司的衍射仪,为了进一步满足用户对掠入射衍射实验方法的需求,在两台衍射仪之间安装了一台新的掠入射衍射仪。本文介绍了掠入射衍射仪的整体方案,并针对高精度重载大行程位移台、探测器三维调节平台、样品台系统、控制系统等重要模块进行了详细的论述。实现了三台衍射仪的兼容运行,并以MoS2样品为例介绍了掠入射衍射仪的典型实验结果。目前该掠入射衍射仪已经稳定运行超过2年,完善了上海光源的掠入射衍射实验条件,为材料表面科学研究提供了更丰富的实验平台。
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2023-06-01
摘要: 核安全防护通常需要同时探测中子和伽马射线,探测器的实时中子/伽马脉冲分辨是其关键性能参数。近年来,采用Cs2LiLaBr6 (CLLB)晶体的双读出探测器引起了广泛关注,论文研究电荷比较法、幅度比较法、时间比较法和脉冲梯度法的甄别性能,以及Sallen-Key滤波器的甄别效果。实验结果表明,通过合适的滤波,四种方法的品质因数(FOM)都有所提高。其中,电荷比较法抗噪声性能最佳,最适合CLLB探测器实时甄别中子/伽马脉冲。其甄别性能取决于参数、和。在对应脉冲峰值10%的时刻,,仅需延迟640-740 ns,此刻对应3.1-3.3 MeV的电荷比较方法最优FOM大于1.46。所提出的最大分辨差模型( MDDM)计算值与最优FOM的差异小于3.9%,表明该模型可以很好地指导电荷比较法的参数选择。