能譜型中子劑量?jī)x的電子學(xué)系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著中子技術(shù)快速發(fā)展以及廣泛的應(yīng)用，中子劑量監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。但目前，大多數(shù)的中子劑量?jī)x表都是單計(jì)數(shù)器單慢化體型,其能量測(cè)量范圍大多在熱中子到20MeV之間，并且在中子能量范圍比較寬的場(chǎng)所使用時(shí)劑量?jī)x表的能量響應(yīng)不盡人意；且在高能中子測(cè)量方面儀器偏差很大。為解決上述缺點(diǎn)，開發(fā)了一套能譜型中子劑量?jī)x探頭，該探頭屬于單球多計(jì)數(shù)器型，由聚乙烯慢化體、一個(gè)3He正比計(jì)數(shù)管(型號(hào)SP9)和六個(gè)BF3正比計(jì)數(shù)器(型號(hào)7.6EB70/13M)以及提高

2、高能中子響應(yīng)的鉛層組成。該探頭的能量測(cè)量范圍在熱中子到10GeV之間，且與目前商用的便攜式中子劑量?jī)x尺寸差不多，擁有很高的商業(yè)開發(fā)價(jià)值。本文在該探頭的基礎(chǔ)上，為其設(shè)計(jì)一套滿足低功耗特性以及信號(hào)處理需求的電子學(xué)系統(tǒng)，開發(fā)出一款新型便攜式高能中子劑量?jī)x。
　　根據(jù)能譜型中子劑量?jī)x的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的有關(guān)要求，本文設(shè)計(jì)了一套電子學(xué)系統(tǒng)，該電子學(xué)系統(tǒng)由放大電路、基于復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD)的七通道脈沖計(jì)數(shù)器、基于 MSP430F

3、5438單片機(jī)的儀控電路以及電源管理電路等部分構(gòu)成。本文所使用的探頭以3He正比計(jì)數(shù)器與BF3正比計(jì)數(shù)器作為探測(cè)慢中子的探測(cè)元件，根據(jù)這兩類正比計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套由具有自動(dòng)相消補(bǔ)償、時(shí)間常數(shù)可調(diào)的低功耗電荷靈敏前置放大電路、主放大器電路、幅度甄別器等組成的低功耗放大電路，該放大電路將中子探測(cè)器的微弱電信號(hào)放大，并利用幅度甄別器將噪聲以及其他干擾信號(hào)甄別掉而最終得到中子的方波信號(hào)；由于該探頭由七組中子探測(cè)器組成，需要同時(shí)獲取這七組中

4、子探測(cè)器的脈沖信號(hào)，為此設(shè)計(jì)了一套基于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)的七通道脈沖計(jì)數(shù)器；為了滿足便攜、低功耗以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等要求，采用低功耗系列單片機(jī)MSP430F5438作為儀控電路設(shè)計(jì)的核心，并配備有存儲(chǔ)電路(24LC128)、時(shí)鐘電路(DS1302)、按鍵以及液晶顯示電路(BQ12864)等外圍電路，MSP340F5348單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)外圍電路的控制、信號(hào)采集以及數(shù)據(jù)處理等功能，并根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，針對(duì) MSP430F5438單片機(jī)