J-TEXT上X射线能谱诊断脉冲多道分析器的研制

发布时间：2024-03-03 15:25

　　破裂对托克马克装置是一个十分严峻的问题,其对装置造成的损害主要包括以下几个方面:局部热负荷;破裂期间大电磁应力;高能逃逸电子。由于逃逸电子所携带的能量很高,大型装置中甚至高达100MeV,当其失去控制轰击到装置壁时,会对装置造成严重的损伤,因此破裂缓解及逃逸电子行为研究始终是国际聚变领域的热点课题。研究逃逸电子的主要诊断手段包括以下几种:硬X射线诊断、红外相机同步辐射和光中子诊断等。其中硬X射线诊断作为一种常规诊断,可以为破裂及逃逸电子研究提供基础的物理图像,因而在各大装置上得到广泛使用。J-TEXT上的硬X射线诊断主要是分布于装置四周的环向和空间诊断阵列,它们都是通量诊断,只能提供硬X射线辐射强度,无X射线能量演化信息。本文利用JTEXT上已有的硬X射线探测器阵列,设计了能谱采集仪器脉冲多道分析器,搭建了J-TEXT装置硬X射线能谱诊断系统。该系统通过对探测器输出信号进行特定的模拟和数字化处理,实现了对X射线的能量分解,通过特定的粒子反演算法还可以得到逃逸电子在等离子中的分布,从而为逃逸电子的物理研究提供丰富的细节。本文的核心内容为J-TEXT装置X射线能谱诊断系统脉冲多道分析器的设...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1J-TEXT托卡马克装置

环形线圈形成的环向磁场和等离子体电流自身形成的极向磁场对等离子体进行约束实现对聚变反应的控制。上世纪末，新兴的超导技术被用于托卡马克装置上，使装置的运行参数得到很大提高。目前国际上的大型托卡马克装置已经可以产生温度高达20keV~40keV的等离子体，这已经可以满足等离子体....

图2-1脉冲多道分析器工作原理图

图2-1脉冲多道分析器工作原理图从脉冲多道分析器的工作原理我们可以看出，高频脉冲信号的幅度分析技术是其核心内容。实际应用中，脉冲多道分析器的道数N与模数转换器的分辨率有关，因此模数转换器的分辨率与转换精度将直接影响脉冲幅度分析精度，在相同输入脉冲幅度范围内，多道分析器的道....

图2-2NaI闪烁体探测器结构原理图

图2-2NaI闪烁体探测器结构原理图托卡马克装置上，硬X射线探测器广泛使用的是大尺寸的NaI闪烁体和光电倍增管所组成的探测系统。它的优点是光子的产生率高，绝对本征效率在晶体厚度足够的情形下可达100％，缺点是时间分辨能力较差，闪烁脉冲的衰变时间约为230ns，输....

图2-3核探测器等效电路原理图

图2-3核探测器等效电路原理图其中()()()VtdVtItCRdt(2.1)由于探测器输出信号为一般为电流源信号，而脉冲信号峰值检测电路需要的是电压源信号，因此探头信号不能直接输出，需要探头前置放大器（电荷灵敏性放大器）进行电荷信号放大。前置放大....

本文编号：3917989