位置灵敏中子探测实验中的大规模信号读出方法研究
发布时间：2020-12-06 03:50
近些年来,随着中子源的发展,计算机和实验技术的进步,中子散射技术也得到了进一步的发展。作为一种重要的研究手段,它已经在物理、化学等基础科研领域,地矿、能源、环境、材料、生物、等诸多民生领域得到了广泛应用,除此之外,还在磁结构、动力学特性研究方面发挥着不可替代的作用。中子散射谱仪作为用于中子散射实验的装置,为达到不同的实验目的,所采用中子散射谱仪的形式也有所区别,但各款中子散射谱仪均由准直器、中子导管、中子位置灵敏探测器、读出电子学系统等部件构成。为了适应未来中子源中子通量的进一步提高,对其中的中子位置灵敏探测器提出了新的要求,要求新一代的探测器具有高事例率,高探测效率,灵敏面积大,n/γ抑制比好,高位置分辨率等特性。对读出电子学来说,大尺寸结合高位置分辨的需求,将使读出通道数大量增加,为了满足、解决这样大规模信号读出的需求和困难,本课题提出了基于开关阵列的扫描式重心法。论文的主要内容是对基于开关阵列的扫描式重心法进行研究。基于重心法实现的传统电路架构,探测器每个通道都要配备一套读出电路(包括一套前端模拟调理电路和一个ADC通道),对于大规模信号读出来说,电子学系统将过于复杂,而基于开关...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１，?１国际上中子散射中心分布简图??
咖邮购?｜：云二ｔｏ，??图１，?１国际上中子散射中心分布简图??我国的中子源有中国原子能研究院的中国先进研宄堆（Ｃｈｉｎａ?Ａｄｖａｎｃｅｄ??Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｒｅａｃｔｏｒ，?ＣＡＲＲ），中国工程物理研宄院的中国绵阳研宄堆（Ｃｈｉｎａ??Ｍｉａｎｙａｎｇ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｒｅａｃｔｏｒ），清华大学的微型脉冲强子源（Ｃｏｍｐａｃｔ?Ｐｕｌｓｅｄ?Ｈａｄｒｏｎ??Ｓｏｕｒｃｅ，ＣＰＨＳ）以及建设中的位于东竞的中国散裂中子源（Ｃｈｉｎａ?Ｓｐａｌｌａｔｉｏｎ??ＮｅｕｔｒｏｎＳｏｕｒｃｅ，ＣＳＮＳ）等等。虽然相比于发达国家在中子散射方面的成就，中??国在中子散射方面的研究及应用起步较晚，但就目前来看，我国在建设中子源方??面的投入很大，为开展中子相关领域的研宄提供了重要的支持。??考虑到中子不带电，与物质之间的相互作用，主要是靠中子与构成凝聚态物??质的原子核之间的相互作用
经统计，中子粉末衍射谱仪（包括高通量和高分辨两种）、中子小角散??射谱仪、中子反射谱仪和直接几何非弹性谱仪等四款中子散射谱仪，基本能覆盖??我国目前科学研宄和技术应用的重点领域的８０％以上，如图１．３所示。??ｒ?？?ｄｉ?ｋ??Ａ?１０＝?１０＇?ｌ（ｆ?１０＊＇??？〇＊?＾?ｈ＞?ｉｏ?ｉｏ＊?，〇？??１?１?１?Ｈ??氕?！—．．．．．．．．．．．．．．?ｍ／ｇｇｍ?■。－’?ｋ９ｒ?＂＂（？〇）?ｆ??＂一議４邏?，０＿，?「「“厂卜，??．ｂＨｈｈ！?？〇－＊??—＼??Ｊ０－＊?！？■＊?１０－＇?ＪＯ－－＇?丨?ＩＴ?１０＇丨?０ｓ?丨?ｆｒ＂１?１０＊?丨〇ｌ?浓??Ｑｉｋ－＇??图１．３优先选择的四种中子散射谱仪覆盖的研宂范围［１１］??不论是弹性散射谱仪还是非弹性散射谱仪，都可以简化为图１．４所示的结??构，中子束流首先经由慢化器（Ｍ）处理，筛选出合适波长的中子；然后，经过??Ｌ０的飞行距离后，照射到样品上（Ｓ），与样品发生核反应（散射或吸收）；最后??反应后的中子再经过Ｌ１的飞行距离，被中子探测器收集（Ｄ）。考虑到中子散射??谱仪的结构都大同小异
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维多丝室探测器读出方法的优化[J]. 温志文,祁辉荣,王艳凤,孙志嘉,张余炼,王海云,张建,欧阳群,陈元柏,李玉红. 物理学报. 2017(07)
[2]Development of a portable and fast wire tension measurement system for MWPC construction[J]. 潘景辉,马长利,龚学余,孙志嘉,王艳风,尹陈艳,龚蕾. Chinese Physics C. 2016(09)
[3]基于微通道板的快中子像探测器转换器的模拟研究[J]. 冉建玲,卢小龙,马占文,王伟,张杰,王洁,孟繁良,张宇,姚泽恩. 核技术. 2015(09)
[4]中国先进研究堆中子散射大科学装置[J]. 韩松柏,刘蕴韬,陈东风. 科学通报. 2015(22)
[5]应用于中子照相的热中子敏感微通道板[J]. 潘京生,顾燕,孙建宁,苏德坦,陆强. 光学精密工程. 2015(03)
[6]中国散裂中子源[J]. 王芳卫. 科学. 2014(04)
[7]中国先进研究堆中子散射科学平台介绍[J]. 刘蕴韬,陈东风. 物理. 2013(08)
[8]中子散射技术及其应用[J]. 叶春堂,刘蕴韬. 物理. 2006(11)
[9]第一讲 中子散射与散裂中子源[J]. 王芳卫,严启伟,梁天骄,殷雯,张泮霖,傅世年,唐靖宇,方守贤,章综,张杰. 物理. 2005(10)
[10]散裂中子源靶站和中子散射谱仪的概念设计[J]. 王芳卫,梁天骄,殷文,曹慧波,张泮霖,严启伟,章综,张杰. 核技术. 2005(08)
博士论文
[1]LHAASO WCDA前端读出电子学的研究[D]. 马聪.中国科学技术大学 2017
[2]涂硼MWPC热中子探测器信号读出方法研究[D]. 孙维佳.中国科学技术大学 2016
[3]基于MCP的光子计数成像数据采集系统的研究[D]. 胡坤.中国科学技术大学 2015
[4]微通道板及其成像探测应用的研究[D]. 潘京生.长春理工大学 2013
[5]CPHS中子小角散射谱仪设计及探测器系统预制研究[D]. 黄土琛.清华大学 2013
[6]基于TOT技术的电荷测量ASIC电路研究[D]. 陈凯.中国科学技术大学 2012
[7]空间暗物质探测卫星量能器读出电子学方法研究[D]. 封常青.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]用于热中子成像的中子灵敏微通道板技术研究[D]. 王一鸣.清华大学 2016
[2]基于微通道板的快中子照相二维像探测器的模拟研究与设计[D]. 冉建玲.兰州大学 2015
本文编号：2900666
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１，?１国际上中子散射中心分布简图??
咖邮购?｜：云二ｔｏ，??图１，?１国际上中子散射中心分布简图??我国的中子源有中国原子能研究院的中国先进研宄堆（Ｃｈｉｎａ?Ａｄｖａｎｃｅｄ??Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｒｅａｃｔｏｒ，?ＣＡＲＲ），中国工程物理研宄院的中国绵阳研宄堆（Ｃｈｉｎａ??Ｍｉａｎｙａｎｇ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｒｅａｃｔｏｒ），清华大学的微型脉冲强子源（Ｃｏｍｐａｃｔ?Ｐｕｌｓｅｄ?Ｈａｄｒｏｎ??Ｓｏｕｒｃｅ，ＣＰＨＳ）以及建设中的位于东竞的中国散裂中子源（Ｃｈｉｎａ?Ｓｐａｌｌａｔｉｏｎ??ＮｅｕｔｒｏｎＳｏｕｒｃｅ，ＣＳＮＳ）等等。虽然相比于发达国家在中子散射方面的成就，中??国在中子散射方面的研究及应用起步较晚，但就目前来看，我国在建设中子源方??面的投入很大，为开展中子相关领域的研宄提供了重要的支持。??考虑到中子不带电，与物质之间的相互作用，主要是靠中子与构成凝聚态物??质的原子核之间的相互作用
经统计，中子粉末衍射谱仪（包括高通量和高分辨两种）、中子小角散??射谱仪、中子反射谱仪和直接几何非弹性谱仪等四款中子散射谱仪，基本能覆盖??我国目前科学研宄和技术应用的重点领域的８０％以上，如图１．３所示。??ｒ?？?ｄｉ?ｋ??Ａ?１０＝?１０＇?ｌ（ｆ?１０＊＇??？〇＊?＾?ｈ＞?ｉｏ?ｉｏ＊?，〇？??１?１?１?Ｈ??氕?！—．．．．．．．．．．．．．．?ｍ／ｇｇｍ?■。－’?ｋ９ｒ?＂＂（？〇）?ｆ??＂一議４邏?，０＿，?「「“厂卜，??．ｂＨｈｈ！?？〇－＊??—＼??Ｊ０－＊?！？■＊?１０－＇?ＪＯ－－＇?丨?ＩＴ?１０＇丨?０ｓ?丨?ｆｒ＂１?１０＊?丨〇ｌ?浓??Ｑｉｋ－＇??图１．３优先选择的四种中子散射谱仪覆盖的研宂范围［１１］??不论是弹性散射谱仪还是非弹性散射谱仪，都可以简化为图１．４所示的结??构，中子束流首先经由慢化器（Ｍ）处理，筛选出合适波长的中子；然后，经过??Ｌ０的飞行距离后，照射到样品上（Ｓ），与样品发生核反应（散射或吸收）；最后??反应后的中子再经过Ｌ１的飞行距离，被中子探测器收集（Ｄ）。考虑到中子散射??谱仪的结构都大同小异
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维多丝室探测器读出方法的优化[J]. 温志文,祁辉荣,王艳凤,孙志嘉,张余炼,王海云,张建,欧阳群,陈元柏,李玉红. 物理学报. 2017(07)
[2]Development of a portable and fast wire tension measurement system for MWPC construction[J]. 潘景辉,马长利,龚学余,孙志嘉,王艳风,尹陈艳,龚蕾. Chinese Physics C. 2016(09)
[3]基于微通道板的快中子像探测器转换器的模拟研究[J]. 冉建玲,卢小龙,马占文,王伟,张杰,王洁,孟繁良,张宇,姚泽恩. 核技术. 2015(09)
[4]中国先进研究堆中子散射大科学装置[J]. 韩松柏,刘蕴韬,陈东风. 科学通报. 2015(22)
[5]应用于中子照相的热中子敏感微通道板[J]. 潘京生,顾燕,孙建宁,苏德坦,陆强. 光学精密工程. 2015(03)
[6]中国散裂中子源[J]. 王芳卫. 科学. 2014(04)
[7]中国先进研究堆中子散射科学平台介绍[J]. 刘蕴韬,陈东风. 物理. 2013(08)
[8]中子散射技术及其应用[J]. 叶春堂,刘蕴韬. 物理. 2006(11)
[9]第一讲 中子散射与散裂中子源[J]. 王芳卫,严启伟,梁天骄,殷雯,张泮霖,傅世年,唐靖宇,方守贤,章综,张杰. 物理. 2005(10)
[10]散裂中子源靶站和中子散射谱仪的概念设计[J]. 王芳卫,梁天骄,殷文,曹慧波,张泮霖,严启伟,章综,张杰. 核技术. 2005(08)
博士论文
[1]LHAASO WCDA前端读出电子学的研究[D]. 马聪.中国科学技术大学 2017
[2]涂硼MWPC热中子探测器信号读出方法研究[D]. 孙维佳.中国科学技术大学 2016
[3]基于MCP的光子计数成像数据采集系统的研究[D]. 胡坤.中国科学技术大学 2015
[4]微通道板及其成像探测应用的研究[D]. 潘京生.长春理工大学 2013
[5]CPHS中子小角散射谱仪设计及探测器系统预制研究[D]. 黄土琛.清华大学 2013
[6]基于TOT技术的电荷测量ASIC电路研究[D]. 陈凯.中国科学技术大学 2012
[7]空间暗物质探测卫星量能器读出电子学方法研究[D]. 封常青.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]用于热中子成像的中子灵敏微通道板技术研究[D]. 王一鸣.清华大学 2016
[2]基于微通道板的快中子照相二维像探测器的模拟研究与设计[D]. 冉建玲.兰州大学 2015
本文编号：2900666
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