α、β粒子辐射检测技术的研究与系统实现

发布时间：2020-12-25 21:34

　　近年来,随着全球各国对核技术应用研究的高度重视,越来越多的核技术已经广泛应用在工业生产和生活的各个领域。核技术在给经济生活带来发展和便捷的同时,过量的核辐射也会对人体造成伤害,威胁人类的健康。因此,对于辐射粒子的防护和属性甄别就成为科研课题的热点,而作为最常见的α、β辐射粒子的检测甄别也迅速被广大研究学者进行科研并生产实践。本文通过对现有α、β辐射粒子的检测甄别技术进行改进,设计出一种采用脉冲形状甄别的方法进行高计数率、低串道比、高速的辐射粒子检测系统。论文工作采用一种改进的模糊C-均值聚类算法来实现对α、β辐射粒子进行脉冲形状识别,通过硬件电路系统对信号的调理实现监测系统的完整性。首先,采用表面涂有ZnS（Ag）的塑料闪烁体探测器对辐射粒子信号进行采集；然后将辐射信号通过调理电路系统进行模拟信号处理,分别运用电源模块、高压模块、放大模块和整形模块对辐射粒子信号进行放大、滤波、去噪,转化为高信噪比便于后续数据处理,再采用采集卡对调试信号进行采集；最后,将采集到的α、β辐射粒子数据输入到PC机平台进行脉冲形状甄别的检测。对于传统的模糊C-均值聚类算法,本文主要做了以下改进：①将随机选取聚... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 α、β粒子辐射检测研究现状
        1.2.2 粒子甄别技术研究现状
    1.3 论文的主要研究工作和研究内容
        1.3.1 主要研究工作
        1.3.2 论文内容安排
2 α、β粒子辐射检测理论基础
    2.1 核辐射基础理论知识
        2.1.1 α、β射线粒子特点
        2.1.2 探测器的选择
        2.1.3 辐射粒子形状甄别方法研究
    2.2 A、B辐射粒子检测系统总体设计
        2.2.1 系统硬件设计思路
        2.2.2 系统软件设计思路
    2.3 创新点及拟解决的关键问题
3 α、β粒子辐射检测系统的硬件设计
    3.1 电源模块
    3.2 高压模块
        3.2.1 低压电源控制高压电源电路
        3.2.2 高压电源分压电路
        3.2.3 限压电路
    3.3 放大电路模块
        3.3.1 反相放大电路
        3.3.2 同相放大电路
    3.4 整形模块
    3.5 采集卡模块
4 脉冲形状甄别法识别α、β粒子辐射检测算法研究
    4.1 模糊聚类分析
    4.2 模糊C-均值聚类算法
        4.2.1 模糊C-均值聚类算法的实现原理
        4.2.2 模糊C-均值聚类算法步骤
        4.2.3 模糊聚类算法存在的问题
    4.3 基于初始聚类中心的模糊C-均值算法
        4.3.1 初始聚类中心的选择
        4.3.2 初始聚类中心的确定
        4.3.3 脉冲形状甄别α、β辐射粒子
    4.4 基于初始聚类中心的模糊C均值聚类算法的改进
        4.4.1 模糊加权因子的概念
        4.4.2 模糊加权因子的确定
        4.4.3 模糊加权距离的确定
        4.4.4 改进的模糊聚类算法
        4.4.5 α、β辐射粒子甄别结果
5 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]核动力装置多变量模糊预测控制仿真研究[J]. 苏杰.  原子能科学技术. 2012(10)
[2]一种γ谱弱峰优化检测方案研究[J]. 吴和喜,袁新宇,刘庆成,刘玉娟,杨磊.  原子能科学技术. 2012(09)
[3]α/β放射性气溶胶的小流量采样快速测量技术研究[J]. 田新,王善强,梁卫平,张磊.  核电子学与探测技术. 2012(04)
[4]核信号数字符合测量的实验研究[J]. 颜拥军,赖伟,周剑良,邱建雄.  南华大学学报(自然科学版). 2012(01)
[5]基于C8051F060的多道脉冲幅度分析器的设计[J]. 周国家,庹先国,成毅.  核电子学与探测技术. 2011(12)
[6]FCM迭代增强与划分混合聚类算法[J]. 陈磊,牛秦洲.  计算机工程与应用. 2011(34)
[7]α粒子测量仪器现状与发展趋势[J]. 杨明太.  核电子学与探测技术. 2011(11)
[8]α、β粒子在钝化注入平面硅探测器中的脉冲形状分析[J]. 田新,肖无云,王善强,梁卫平.  核电子学与探测技术. 2011(11)
[9]α/β粒子在不同类型探测器上的能量响应及其等效因子的一致性[J]. 林炳兴,李光宪,林立雄.  辐射防护. 2011(05)
[10]基于模糊c均值聚类的液体闪烁体探测器n-γ射线甄别方法[J]. 罗晓亮,刘国福,杨俊.  原子能科学技术. 2011(06)

硕士论文
[1]一种核信号处理电路的开发[D]. 张美琴.南华大学 2011
[2]基于模糊聚类分析的中子与γ射线甄别方法研究[D]. 罗晓亮.国防科学技术大学 2010
[3]基于单片机的环境核辐射监测仪改进研制[D]. 谭伟.南华大学 2010
[4]基于FCM的类合并聚类算法研究[D]. 罗俊玮.重庆大学 2009
[5]改进的模糊C-均值聚类算法[D]. 王威娜.大连海事大学 2007
[6]α能谱测氡装置中的关键技术研究[D]. 耿波.成都理工大学 2006
[7]低场脉冲磁共振前置放大器的分析与研制[D]. 赵欣.中国科学院研究生院（电工研究所） 2006
[8]基于PIN型光电二极管的γ射线探测系统研究[D]. 刘抗振.中北大学 2006



本文编号：2938427