γ核素识别仪的初步实现

发布时间：2022-01-23 23:45

　　随着核能与核技术的发展,核能的利用、工业/医学中使用的源制度化管理力度不够以及核反恐的需要,核素识别仪应运而生。γ核素识别仪的实质是一种依据核素“指纹”进行γ放射性核素定性分析的设备。本课题的目的在于设计一套数字化核素识别仪的软硬件平台。硬件整体设计以LaBr3为探测器,FPGA、AD9215为核心,单片机CY7C68015A为电路控制内核。并就程控放大电路、AD模数转换电路和USB接口电路的设计思想与电路原理进行详细介绍。着重探讨了数字化梯形成形参数的选取问题并给出选取方法,为数字化γ能谱仪的设计提供支撑。最后对所设计的硬件参数进行分析,发现其能量分辨率为3.30%。核素识别算法的核心在于寻峰算法的准确性,依据Sterlinski峰面积法最优峰宽计算理论,设计了最优峰宽判别寻峰法。但该方法对本底扣除算法的依赖性较强,为此设计了自适应峰型切削技术进行全谱本底扣除。通过IAEA标准谱及实测谱的分析发现,整套算法的寻峰能力强于Gamma Vision 32与Genie2000软件。最终在Visual Studio 2013的平台上完成核素识别软件的编写。通过实验发现,本课题所设计的核素识别... 

【文章来源】：东华理工大学江西省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究状况
    1.3 论文主要工作
2 理论基础与探测器选型
    2.1 理论基础
        2.1.1 γ 射线及其与物质的相互作用
        2.1.2 数字化核素识别仪的工作原理
    2.2 探测器选型
3 核素识别仪硬件初步实现
    3.1 程控放大电路
    3.2 AD转换电路
    3.3 接口电路
    3.4 硬件初步实现效果
4 数字成形算法研究
    4.1 数字化背景
    4.2 梯形滤波成形算法
    4.3 梯形成形滤波器参数测试
        4.3.1 LabVIEW介绍
        4.3.2 梯形成形滤波器设计
        4.3.3 梯形滤波器测试
5 谱处理方法研究
    5.1 平滑
    5.2 本底扣除
    5.3 寻峰方法研究
        5.3.1 寻峰要求
        5.3.2 单位净峰面积标准差寻峰法可行性分析
        5.3.3 实验分析
6 核素识别软件的实现
    6.1 核素库的建立
    6.2 核素识别算法
        6.2.1 能窗设置
        6.2.2 相干核素的处理方法
    6.3 软件实现
7 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]用于γ全谱基线扣除的改进SNIP算法研究[J]. 王一鸣,魏义祥.  核电子学与探测技术. 2012(12)
[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]基于傅里叶变换的NaI（Tl）仪器谱散射本底估计方法[J]. 张庆贤,葛良全,曾国强,谷懿.  原子能科学技术. 2011(10)
[4]SNIP法在天然放射性核素γ能谱分析中的应用[J]. 吴和喜,刘庆成,杨波,刘玉娟.  核技术. 2010(07)
[5]基于DSP系统的多道脉冲幅度分析器设计[J]. 曾卫华,程业勋,杨进.  核电子学与探测技术. 2009(02)
[6]曲线拟合在核探测器信号幅度提取中的应用[J]. 覃章健,葛良全,程峰.  成都理工大学学报(自然科学版). 2007(06)
[7]基于DSP的数字化多道脉冲幅度分析器设计[J]. 敖奇,魏义祥,文向阳.  核技术. 2007(06)
[8]数字化核信号梯形成形滤波算法的研究[J]. 周清华,张软玉,李泰华.  四川大学学报(自然科学版). 2007(01)
[9]直接解调法在碲锌镉探测器γ谱分析中的应用[J]. 艾宪芸,魏义祥,肖无云.  清华大学学报(自然科学版). 2006(06)
[10]数字化多道脉冲幅度分析技术研究[J]. 肖无云,魏义祥,艾宪芸,敖奇.  核技术. 2005(10)

博士论文
[1]数字核能谱测量系统中滤波与成形技术研究[D]. 王敏.成都理工大学 2011
[2]数字核谱仪系统中关键技术的研究[D]. 张怀强.成都理工大学 2011



本文编号：3605394