核辐射监测仪器设计报告_中科大课程设计

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大学辐射探测器课程设计

大学辐射探测器课程设计

大学辐射探测器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握大学辐射探测器的基本原理和构成,了解不同类型的辐射探测器及其适用场合。

2. 使学生理解辐射探测器在核辐射测量中的应用,掌握相关的物理概念和数学表达式。

3. 帮助学生了解辐射探测器在环境保护、核安全以及医疗卫生等领域的实际应用。

技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识分析和解决实际辐射探测问题的能力。

2. 提高学生实际操作辐射探测器的技能,包括设备的调试、使用和维护。

3. 培养学生运用相关软件进行辐射数据处理和分析的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对核辐射探测领域的兴趣和求知欲,激发他们主动探索科学问题的热情。

2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在学术探讨中尊重事实、严谨治学的态度。

3. 强化学生的安全意识,让他们认识到核辐射探测在保护人类健康和环境安全方面的重要性。

课程性质:本课程为专业核心课程,以理论教学与实践操作相结合的方式进行。

学生特点:大学高年级学生,具备一定的物理学和数学基础,具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。

教学要求:注重理论与实践相结合,强化学生的实际操作技能,培养他们在核辐射探测领域的专业素养。

通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关领域的研究和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 辐射探测器原理:包括核辐射基本概念、探测器的工作原理、射线与物质的相互作用。

- 教材章节:第一章 核辐射探测器基础- 内容:放射性衰变、射线分类、探测器响应原理、光电效应、康普顿散射等。

2. 辐射探测器类型:介绍各种类型的辐射探测器及其特点、应用。

- 教材章节:第二章 不同类型的辐射探测器- 内容:气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器、热电离探测器等。

3. 辐射探测器的应用:讲解辐射探测器在各个领域的应用,如环境保护、核安全、医疗卫生等。

- 教材章节:第三章 辐射探测器的应用- 内容:环境辐射监测、核事故应急响应、放射性物质检测、核医学成像等。

核医学仪器实验报告

核医学仪器实验报告

一、实验名称核医学仪器原理与应用实验二、实验日期2023年11月10日三、实验目的1. 了解核医学仪器的基本原理和结构。

2. 掌握核医学仪器的主要应用领域。

3. 学习核医学仪器在临床诊断和治疗中的作用。

4. 培养实验操作技能和数据处理能力。

四、实验原理核医学仪器利用放射性同位素发出的射线(如γ射线、β射线等)对人体进行成像或测量,从而实现对疾病的诊断和治疗。

本实验主要涉及以下原理:1. 闪烁探测原理:利用闪烁晶体将γ射线转换为可见光,再由光电倍增管转换为电信号,最终进行计数和成像。

2. 计数器原理:通过测量放射性同位素发出的射线数量,计算放射性活度。

3. 核医学成像原理:利用γ相机或SPECT等设备,对放射性同位素在体内的分布进行成像。

五、主要仪器与试剂1. 仪器:核医学仪器、闪烁晶体、光电倍增管、计数器、γ相机、SPECT等。

2. 试剂:放射性同位素、闪烁液、NaI(Tl)晶体等。

六、实验步骤1. 准备阶段:- 熟悉实验原理和仪器操作方法。

- 检查仪器设备是否正常。

2. 实验操作:- 将放射性同位素溶液注入闪烁晶体中,观察闪烁现象。

- 将闪烁晶体与光电倍增管连接,进行计数实验,测量放射性活度。

- 利用γ相机或SPECT进行成像实验,观察放射性同位素在体内的分布。

3. 数据处理:- 记录实验数据,包括放射性活度、计数率等。

- 对实验数据进行统计分析,计算相关参数。

4. 实验报告撰写:- 总结实验结果,分析实验现象。

- 讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。

- 提出实验改进建议。

七、实验结果1. 观察到闪烁晶体在放射性同位素的作用下产生闪烁现象。

2. 通过计数实验,测得放射性活度为X mCi。

3. 利用γ相机或SPECT进行成像实验,观察到放射性同位素在体内的分布情况。

八、讨论1. 本实验验证了核医学仪器的基本原理,证明了闪烁探测和计数器的有效性。

2. 实验过程中,观察到放射性同位素在体内的分布情况,为进一步的临床诊断和治疗提供了依据。

辐射探测实验1-实验报告

辐射探测实验1-实验报告

G-M计数器及核衰变与放射性计数的统计规律实验报告班级:姓名:学号:第一部分 G-M计数器一.实验目的1、了解G-M管的工作原理,掌握其基本性能及其测试方法。

2、学会正确使用G-M管计数装置的方法。

3、了解探测器输出信号与输出回路参数的关系,学会正确选择G-M管计数系统输出回路参量。

二.实验内容1、在一定的甄别阈下,测量卤素G-M管的坪曲线,确定这些坪曲线的各个参量并选择工作电压。

2、用示波器观察法和双源法测定卤素G-M管计数装置的分辨时间。

3、观察并记录G-M计数管的输出电流、电压脉冲与工作电压及输出回路参数的关系。

三.实验原理1、G-M管是一种气体探测器。

当带电粒子射入其灵敏体积时,引起气体原子电离。

电离产生的电子在阳极丝附近的强电场中又引起一系列碰撞电离,即触发“自持放电”。

这一过程产生的电子和正离子向两极漂移时,在外回路产生脉冲信号。

2、从G-M管的工作机制可以看出,入射带电粒子仅仅起一个触发放电的作用,G-M管的输出电流、电压信号的幅度与形状和入射粒子种类与能量无关,只和计数管的几何参量、工作电压以及输出回路参量有关。

在G-M管的使用中,坪特性是其最重要的性能之一。

坪特性是判断管子好坏的主要依据,也是选择管子工作电压的依据。

坪特性曲线就是在一定的实验条件下当入射粒子的注量率不变时,计数管的计数率随工作电压变化的曲线,见图1-1。

图1-1 G-M计数管的坪曲线表征坪特性的参量主要有:起始电压(Vs):即计数管开始计数时的电压。

坪长: B A=V -V 坪长(单位:百伏)(1-1)这是管子的工作区域,工作电压一般可选在坪区的21~31的范围内。

坪斜:()100% ()2B A B AB A n n n n V V -=⨯+-坪斜(单位:%/百伏)(1-2)坪斜主要是由假计数引起的,当然它的值越小越好。

当工作电压高于B V 时,曲线急剧上升,表明管子内发生了持续放电,这会大大缩短管子的寿命,因此在使用中必须注意避免这种情况。

核辐射监测方法及实践经验总结报告示范

核辐射监测方法及实践经验总结报告示范

核辐射监测方法及实践经验总结报告示范一、引言核辐射是指原子核放射性衰变过程中释放出来的电磁波、粒子或射线对物质产生的影响。

核辐射的释放可能对人类和环境产生不可逆转的伤害,因此,进行核辐射监测具有重要意义。

本报告旨在分享核辐射监测方法及实践中的经验总结,以期为相关人员提供参考和指导。

二、核辐射监测方法1. 辐射计量仪器的选择核辐射监测中最常用的仪器为辐射计量仪器。

根据监测需求和场地条件,选择合适的仪器非常重要。

常见的核辐射监测仪器包括γ射线探测器、α、β粒子计数器和核辐射警报器等。

在选择仪器时应综合考虑灵敏度、计量范围、测量误差和可靠性等因素。

2. 辐射区域划分核辐射监测需对辐射区域进行划分,以便实施有针对性的监测措施。

根据辐射源的特性和分布,可以将区域分为高辐射区、较高辐射区、低辐射区和辐射安全区等。

划分辐射区域是核辐射监测的前提。

3. 定期监测与实时监测结合核辐射监测需要定期进行,以确保监测数据的准确性和及时性。

定期监测可以通过放置辐射计量仪器并定期检测其数据来实现。

此外,为了更及时地掌握辐射情况,实时监测也是必要的。

实时监测可以通过安装监测系统,如监测网络和辐射传感器,来获得实时辐射数据。

4. 样品采集与分析核辐射监测中,样品采集和分析是必不可少的环节。

样品的采集需在选定的区域内采集环境样品或人员生物样品,并确保采样方式符合规范。

样品的分析应当委托专业实验室进行,以确保结果的准确性和可靠性。

三、核辐射监测实践经验总结1. 专业团队的重要性核辐射监测是专业性很强的工作,专业团队的存在是保证监测工作顺利进行的关键。

专业团队需要具备核辐射监测相关知识和技能,并能够熟练操作辐射计量仪器和分析设备。

此外,团队成员之间的密切合作和良好的沟通也是成功完成监测任务的重要条件。

2. 制定明确的监测计划在核辐射监测过程中,制定明确的监测计划是十分重要的。

监测计划应明确监测目标、监测区域、监测频率和监测方法等内容。

电子仪器方案——核辐射检测仪方案

电子仪器方案——核辐射检测仪方案

电子仪器方案一一核辐射检测仪方案核辐射在我们日常生活中是比较常见的,基本在任何地方都会存在或多或少的辐射放射源,当它的强度超过一定数值后,就会对人体造成一定的影响。

如果是在辐射强度过高的领域工作时,建议选择核辐射检测仪作为防护仪器。

目前核辐射检测仪是能够有效测量出核辐射的剂量,为此我方开发了一款以盖革计数管为核心,配合高精度芯片,搭配核心算法设计的核辐射检测仪PCba 控制板,能够精准检测核辐射,也可以检测XYB射线等。

以下是核辐射检测仪方案主要技术指标和特点:1、核辐射检测仪工作原理核辐射检测仪主要通过其核心部件一核辐射探测器来测量辐射射线和它们的性质,利用射线与物质相互作用时所产生的多种效应,将各种需要检测的物理、化学等变量信息转变成可测量的电信号,再传给芯片进行计算得出结果。

2、功能应用采用进口高精度盖革计数管,B、Y、X射线皆可测。

具有高灵敏度,测量范围大以及良好的能量响应特性。

使用射线选择开关,可对B、Y、X射线进行组合检测,简单易用。

可查询剂量率、累计值等数值,满足更多检测需求。

高灵敏智能防护,对辐射响应速度快。

剂量超阈值报警,提前设定报警值,高危环境及时报警。

拥有100组数据的大容量存储空间,每分钟记录一组孤量数据。

可定制蓝牙版连接软件,对数据进行实时传送显示、分析、记录,并对数据进行科学监测。

3、应用场景广泛应用于制药厂、实验室、发电厂、采石场、紧急状况营救站、金属处理厂、油田和供油管道装备、环境保护等部门,可检测:1)地下钻管和设备的放射性。

2)周围环境的氨辐射、的辐射。

3)石材等建筑材料的放射性。

4)特殊材料、瓷器、餐具、玻璃杯等的放射性。

5)局部的辐射泄漏和核辐射污染。

6)有核辐射危险的填埋地和垃圾场。

7)贵重历史遗产和个人珠宝有害辐射。

8)从医用到工业的X射线仪的X射线强度。

实验核医学课程设计

实验核医学课程设计

实验核医学课程设计一、课程概述本课程是一门实践性强的核医学实验课程,主要涵盖了核医学常用临床诊断技术及其相关仪器设备的操作,以及实验原理与实验方法等。

此课程旨在让学生对核医学常用临床诊断技术及其相关仪器设备有一个较为全面的了解,并能够掌握基本的实验技能。

二、课程目标通过本课程的学习,学生将会掌握以下知识和技能:1.了解核医学常用临床诊断技术及其原理;2.熟悉核医学相关设备的操作方法;3.能够独立完成基本的核医学实验诊断操作;4.学习实验记录与报告的撰写技巧。

三、课程内容本课程的主要内容与实验如下:1. 核素测定实验此实验主要介绍了核素的测定方法,包括β射线测定、γ射线测定和计数器测定。

2. 核素卫生实验此实验主要介绍了核素卫生控制的基本概念和方法,包括核素泄漏监测及其控制、辐射源处理和废物处置等。

3. 核素影像实验此实验介绍了核素影像技术的基本原理和应用,学习了SPECT和PET影像仪的操作方法。

4. 核素应用实验此实验主要介绍了核素在医学诊断和治疗中的应用,包括放射性同位素扫描、闪烁探测器的应用和用放射性核素进行治疗等。

四、课程评价本课程的考核主要采用实验操作、实验报告和实验课堂表现等多种形式进行。

其中,实验操作占60%的总成绩,实验报告占30%的总成绩,实验课堂表现占10%的总成绩。

1. 实验操作实验操作是本课程的主要考核形式,将学生实验操作是否规范、实验中是否能够熟练地使用核医学设备、实验结果是否正确等方面进行考察。

2. 实验报告实验报告要求学生撰写详细的实验记录,包括实验方法、操作过程、实验结果等,并对实验结果进行分析和讨论。

3. 实验课堂表现实验课堂表现主要考察学生对课程内容的掌握程度和教学效果的反馈意见等方面。

五、预期效果通过本课程的学习,学生将会有以下学习效果:1.掌握核医学实验技能,能够独立完成基本的核医学实验操作;2.熟悉核医学相关设备的操作方法,并能够准确地使用核医学设备;3.了解核医学常用临床诊断技术及其相关设备,为日后的学习和实践奠定基础;4.能够撰写详细的实验报告,包括实验方法、操作过程、实验结果等。

核辐射测量方法实验报告

核辐射测量方法实验报告

实验二 γ射线的吸收一、实验目的:1、了解γ射线在物质中的吸收规律;2、测量γ射线在不同介质中的吸收系数。

二、实验器材:1、KZG03C 辐射检测仪一台;2、Cs137点放射源一个;3、铅准直器一个;4、40×40×dcm3的水泥、铝、铁、铜、铅吸收屏若干块(附屏支架);5、手套、长钳夹子、尺子、绳子各一套。

三、实验原理:天然γ射线与物质相互作用的三种主要形式:光电效应、康普顿散射和形成电子对效应。

由于三种效应的结果,γ射线通过物质时发生衰减(吸收),其总衰减系数应为三者之和:实验证明,γ射线在介质中的衰减服从指数规律:de I I μ-=0,mm d e I I μ-=0μ=(- Ln(I/I O ))/d , μm =(- Ln(I/I O ))/d m式中:I 为射线经过某一介质厚度的仪器净读数(减去本底);I 0为起始射线未经过介质的仪器净读数(减去本底); d 为介质厚度,单位为cm; d m 为介质面密度,单位为g/cm 2 ;μ 为γ射线经过介质的线吸收系数,单位为cm -1;κστμ++=μm 为γ射线经过介质的质量吸收系数,单位为g/cm 2 ; 半吸收厚度:为使射线强度减少一半时物质的厚度,即021I I =时,μ2ln 21=d 或 212ln d =μ四、实验内容:1. 选择良好的测量条件(窄束),测量 Cs 137源的γ射线在同一组吸收屏(水泥、铝、铁、铜、铅)中的吸收曲线,并由半厚度定出吸收系数;2. 用最小二乘拟合的方法计算出吸收系数与1中的结果进行比较;3. 测量不同散射介质时(同一角度,同一厚度)γ射线的强度。

五、实验步骤: 1. 吸收实验1) 调整装置,使放射源、准直孔、探测器的中心在一条直线上; 2) 测量本底I 0’;3) 将源放入准直器中,测量无吸收屏时γ射线强度I 0”;4) 逐渐增加吸收屏,并按相对误差在N ±δ的要求测出对应厚度计数I d ’,每个点测三次取平均植;5) 更换一种吸收屏,重复步骤4,测量时注意测量条件不变。

基于核辐射物位仪表的核辐射监测系统设计与实现

基于核辐射物位仪表的核辐射监测系统设计与实现

基于核辐射物位仪表的核辐射监测系统设计与实现核辐射是指放射性物质发出的带电粒子或电磁波对人体和环境造成的伤害。

随着核能在能源、医疗和工业领域的广泛应用,核辐射的监测和控制变得尤为重要。

为了确保人类和环境的安全,开发和实施基于核辐射物位仪表的核辐射监测系统变得至关重要。

1. 介绍核辐射监测系统的重要性及必要性。

核辐射对人体和环境的潜在威胁不容忽视。

因此,建立一个可靠的核辐射监测系统对于监测环境辐射水平,及时警示潜在辐射风险,并采取必要措施进行防护非常关键。

一个有效的核辐射监测系统可以帮助保护公众的健康和安全,预防核事故的发生,并在事故发生时快速响应。

2. 描述核辐射监测系统的设计原则和要素。

核辐射监测系统的设计应遵循以下原则:- 精度:核辐射监测系统应具备高精度的辐射测量能力,以确保数据收集和分析的准确性。

- 实时性:监测系统应能够实时地收集、处理和分析辐射数据,以及时提供预警和应急响应。

- 可靠性:系统的可靠性对于确保监测设备的稳定运行和数据的准确传输至关重要。

- 扩展性:监测系统应具备可扩展性,能够适应不同规模和复杂度的监测需求。

核辐射监测系统的要素包括:- 传感器:核辐射物位仪表便是监测核辐射的重要工具,它可以测量并记录环境中的辐射水平。

- 数据采集和处理单元:这个单元负责采集传感器产生的数据,并进行数据处理、分析和存储,以便提供给相关人员参考。

- 通信模块:将采集到的数据通过有线或无线方式传输至监测中心或其他指定的地点。

- 监测中心:这是核辐射监测系统的核心部分,负责接收、处理和分析采集到的数据,并根据情况发出警报或采取相应措施。

3. 系统的工作原理和流程。

核辐射监测系统的工作原理如下:- 核辐射物位仪表通过感应器测量并记录环境中的辐射水平,并将数据传输给数据采集和处理单元。

- 数据采集和处理单元通过内置的算法对采集到的数据进行处理和分析,并将数据传输给监测中心。

- 监测中心接收并存储采集到的数据,并使用专业软件对数据进行分析和评估。

计数器设计-核辐射监测方法与仪器

计数器设计-核辐射监测方法与仪器

成都理工大学《核辐射监测方法与仪器》实验(报告)脉冲计数器设计Pulse counter design2011 级核技术与自动化工程学院专业辐射防护与环境工程学号 201106080112学生姓名袁子程指导教师王广西完成日期 2015 年 01月 07日前言脉冲计数是核辐射探测的一项重要中间环节,本着严谨的态度,实验过程中,我多次借鉴教科书中内容。

书中将脉冲计数统一到脉冲幅度分析系统中,将脉冲幅度的甄别与计数作为统一的系统进行设计,也就是说脉冲计数至少就是一个单道脉冲仪。

设置独立的总道是在理论电路中可以体现出来的,我想主要讨论一下计数部分的实现方法与模拟手段。

设计思路:我设计的脉冲计数器的目的是记录显示盖革计数器的计数率(单位时间内的计数),并没有设计存储功能,是一种事实监测的计数器。

模拟波形部分采用NE555产生所需波形,经过整形、计数、译码、显示,此方案性比价高,工作所需环境低,可靠性好,硬件电路较为合理。

NE555定时器产生脉冲信号→施密特触发器整形→计数器计数→数字信号译码→数码管显示NE555定时器电路,可以通过调节电阻电容,用示波器观察,形成我们想要得核脉冲信号,并计算幅度与前置放大器的关系,好进一步匹配。

CC40106由六个斯密特触发器电路组成。

每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。

触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。

上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。

CD40106引脚2 4 6 8 10 12 数据输出端1 3 5 9 11 13 数据输入端14 电源正7 接地切换时间波形:74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器<74ls161引脚图>管脚图介绍:时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP,CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)<74LS161功能表>从74LS161功能表功能表中可以知道,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。

核辐射防护实验报告

核辐射防护实验报告
热释光计量学的原理是基于某些物质所具有的热释光特性.他们经过放射源 辐照后,物质结构内部的电子能级发生变化,部分电子跃迁到较高能级,并被 陷阱俘获.把经过照射的材料加热,则受热激发的电子返回基态能级,同时把 储存的能量以发光的形式释放出来.发光强度与加热温度之间的关系曲线称 为发光曲线。在测量过程中,仪器对剂量计进行加热,同时测出一定温度范 围内释放的总光量,便可确定所受剂量的大小。
7.78
2
五、实验数据处理
当吸收材料为铝板时,由最小二乘法拟合的曲线为 LnI=-0.021X+11.52,则μ m=0.021cm2/g,半吸收厚度 164.6,由附图可查得γ射线能量约为 6 MeV
当吸收材料为铅板时,由最小二乘法拟合的曲线为 LnI=-0.121X+11.55,则μ m=0.121 cm2/g,半吸收厚度为 28.6,由附图可查得γ射线能量约为 6 MeV
四、实验原始记录
铝板总 厚度
(mm) 计数
对数计 数率
铅板总 厚度 (mm) 计数
对数计 数率
不同吸收材料下的计数统计表
0
9.02 17.46 27.1 37.52
5603615 4840979 4191658 3559002 2976094 11.44 11.30 11.15 10.99 10.81
核辐射防护实验报告
指导老师:褚 俊 班 级: 姓 名: 学 号:
实验五 γ射线在物质中的吸收
一、实验目的
了解γ射线在物质中的吸收规律,用吸收法测定γ射线的能量。
二、实验仪器
铅板、铝板若干、FH—463A 型自动定标器、放射源、通用闪烁探头。
三、实验原理
吸收法是一种用来鉴定由放射性物质产生的γ射线能量的测量精度不 高的方法。当窄束γ射线垂直通过厚度为 x 的吸收物质时,它的强度减弱服 从指数规律 I=I0e-μx,式中 I0 为放射源强度,I 为通过吸收物质距离 x 时的强 度,μ为吸收系数。两边取对数并化简得,μm=(ln I0-lnI )/xm,由 lnI — xm 曲线,定出半吸收厚度 xm/2,然后由 xm/2—hv 图像中求出γ射线的能量。

核辐射检测实验报告

核辐射检测实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过核辐射检测仪对环境中的辐射水平进行测量,了解核辐射的分布情况,评估辐射对人体和环境的影响,并验证核辐射检测仪的性能和准确性。

二、实验原理核辐射检测仪利用放射性物质释放出的粒子,如α粒子、β粒子和γ射线等,产生电离作用,使空气分子产生电离辐射场。

通过测量电离辐射场强度,可以判断出目标区域是否存在核辐射,并估算其剂量。

三、实验仪器与材料1. 核辐射检测仪2. 标准辐射源3. 数据采集器4. 计时器5. 实验室环境四、实验步骤1. 标准辐射源准备:将标准辐射源放置在实验室内,确保其稳定。

2. 检测仪校准:开启核辐射检测仪,调整仪器至合适的工作状态,进行校准。

3. 实验环境布置:在实验室内设置多个检测点,每个检测点距离标准辐射源不同距离。

4. 数据采集:使用核辐射检测仪依次对每个检测点进行辐射水平测量,记录每个点的辐射剂量率。

5. 数据处理与分析:将采集到的数据输入数据采集器,进行数据处理和分析。

6. 实验结果对比:将实验结果与标准辐射源的实际剂量率进行对比,评估核辐射检测仪的性能和准确性。

五、实验结果与分析1. 实验数据检测点 | 距离(m) | 辐射剂量率(nSv/h)-------|----------|-------------------1 | 1 | 502 | 2 | 253 | 3 | 12.54 | 4 | 6.252. 结果分析(1)从实验数据可以看出,随着检测点距离标准辐射源的增大,辐射剂量率逐渐减小,符合核辐射衰减规律。

(2)核辐射检测仪的测量结果与标准辐射源的实际剂量率基本一致,说明核辐射检测仪的性能和准确性较好。

(3)在实验过程中,核辐射检测仪的稳定性较好,能够满足实验要求。

六、实验结论1. 本次实验验证了核辐射检测仪的性能和准确性,为核辐射检测提供了可靠的实验数据。

2. 核辐射检测仪在环境辐射水平监测方面具有较好的应用前景,有助于保障人体和环境的安全。

核辐射物位仪表的设计和研发方法探究

核辐射物位仪表的设计和研发方法探究

核辐射物位仪表的设计和研发方法探究核能是一种高效、清洁的能源形式,被广泛应用于发电、医疗诊断和治疗等领域。

然而,核能的应用也带来了辐射的风险,因此需要有效的控制和监测手段来确保人员和环境的安全。

核辐射物位仪表的设计和研发方法的探究成为了一个重要的课题。

1. 介绍核辐射物位仪表的概念和作用核辐射物位仪表是一种能够测量和监测辐射剂量和水位的仪器设备。

它在核能发电厂、核医学机构和核工业领域等核设施中得到广泛应用。

核辐射物位仪表的主要作用是测量和监测核反应堆、放射源和储存设施中的辐射水平和水位,以及监测工作人员、环境和设施的辐射剂量。

2. 核辐射物位仪表设计的基本原则核辐射物位仪表设计的基本原则是准确、可靠、安全和易操作。

在设计过程中,需要考虑以下几个方面:a. 准确性:核辐射物位仪表的测量结果必须具有高准确性,以确保人员和设施的安全。

因此,设计人员需要选择合适的传感器和测量技术,以提高测量的精确度。

b. 可靠性:核辐射物位仪表应具有高可靠性,以应对恶劣的工作环境和长时间的运行。

设计人员需要选择耐高温、耐腐蚀和抗辐射的材料,并进行严格的可靠性测试和质量控制。

c. 安全性:核辐射物位仪表的设计必须符合安全标准和规范,确保在正常工作和故障情况下对人员和设施的保护。

设计人员需要考虑防护措施和紧急关闭装置,以减少辐射泄露的风险。

d. 易操作性:核辐射物位仪表的操作应简单直观,并配备易读的显示屏和操作按钮。

设计人员需要考虑用户的使用习惯和人机工程学原理,以提高仪表的易操作性。

3. 核辐射物位仪表研发方法的探究核辐射物位仪表的研发涉及多个方面的技术和知识,包括传感器技术、辐射测量技术、信号处理技术和安全保护技术等。

以下是一些常用的研发方法:a. 传感器选择和优化:在核辐射物位仪表的设计中,选择合适的传感器非常重要。

设计人员需要根据具体应用的需求,选择适应工作环境和测量范围的传感器,并进行优化和校准。

b. 信号处理和数据分析:核辐射物位仪表的信号处理和数据分析是确保测量结果准确可靠的关键。

[vip专享]《核智能仪器课程设计》报告(模板)

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一.课程设计目的1.练习焊接、调试C51单片机的基本工作电路;2.练习焊接、调试AD0832的基本工作电路;3.练习焊接、调试数控电位器;4.练习编写AD0832的控制程序;5.练习编写AD5220数字电位器的控制程序二.上机仿真内容1.AD0832的控制程序ORG0000HLJMP MAINORG0100HMAIN: CLR CSMOV A,O1HMOV CLK,AMOV DI,ACLR AMOV CLK,AMOV A,01HCLR DICLR CLKMOV C,DOUTRLC CMOV C,AMOV A,01HMOV CLK,ACLR CLKMOV C,DOUTMOV A,01H MOV CLK,A CLR CLKMOV C,DOUT RLC CMOV C,A MOV A,01H MOV CLK,A CLR CLKMOV C,DOUT RLC CMOV C,A MOV A,01H MOV CLK,A CLR CLKMOV C,DOUT RLC CMOV C,A MOV A,01H MOV CLK,A CLR CLKMOV C,DOUT RLC CMOV C,A MOV A,01H MOV CLK,A CLR CLKMOV C,DOUTMOV A,01HMOV CLK,ACLR CLKMOV C,DOUTRLC CMOV C,AMOV A,01HMOV CLK,ACLR CLKMOV C,DOUTRLC CMOV C,AMOV A,01HMOV CLK,AMOV RAM,ACLR CLKMOV C,DOUTRLC CMOV C,AMOV A,01HMOV CLK,AEND2.AD5220的控制程序ORG0000HLJMP MAINORG000BHLJMP TIMEORG0100HMOV TL0,#00B0HMOV TMOD,#01HSETB TR0SETB ET0SETB EAMOV R0,#14HSJMP $TIME:DJNZ R0,LOOP0 CPL P3.0MOV R0,#15HDJNZ R0,LOOP0RETILOOP0:MOV TH0,#3CHMOV TL0,#00B0HRETIEND3.定时计数器0的1s定时程序ORG0000HLJMP MAINORG0100HMAIN: CLR P1.2CLR P1.1SETB P1.3SETB P1.1CLR P1.1SETB P1.1CLR P1.1SETB P1.1CLR P1.1SETB P1.1MOV R1,#08H LOOP: CLR P1.1MOV C,P1.0RLC ASETB P1.1DEC R1CJNE R1,#00H,LOOPMOV 40H,AMOV R1,#07HRAM: CLR P1.1MOV C,P1.0RRC ACLR ARRC ASETB P1.1DEC R1CJNE R1,#00H,RAMEND三.焊接、调试内容1.电路焊接效果图2. C51单片机的焊接、调试心得体会3. AD0832的焊接、调试心得体会4. 数控电位器焊接、调试心得体会四.C51单片机调试程序DOUT BIT P1.0SCLK BIT P1.1CS BIT P1.2DI BIT P1.3ORG0000HLJMP START0ORG0090HSTART0:MOV34H,#01HMOV35H,#01HMOV36H,#01H START:MOV R0,34HMOV A,35HCLR CCJNE A,36H,BLUELJMP START1BLUE:JC BLUE_DLJMP BLUE_UBLUE_D:SETB P2.0NOPCLR P2.1NOPCLR P2.0NOPSETB P2.1NOPCLR P2.1DEC36HCJNE A,36H,BLUE_DLJMP START1BLUE_U:SETB P2.0NOPSETB P2.1NOPCLR P2.0NOPCLR P2.1NOPSETB P2.1INC36HCJNE A,36H,BLUE_ULJMP START1START1:LCALL DLYDJNZ R0,START1SETB CSSETB SCLKMAIN:CLR CSLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1SETB DILCALL DLY1CLR SCLKLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1SETB DILCALL DLY1CLR SCLKLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1CLR DILCALL DLY1CLR SCLKLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1CLR CCLR AMOV R0,#08HREAD1:CLR SCLKLCALL DLY1MOV C,DOUTLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1RLC ADJNZ R0,READ1MOV34H,ACLR AMOV R0,#08HREAD2:CLR SCLKLCALL DLY1MOV C,DOUTLCALL DLY1SETB SCLKLCALL DLY1RRC ADJNZ R0,READ2MOV35H,ACJNE A,#00H,READ2_1LJMP READ2_2READ2_1:CPL P3.0CPL P3.7LCALL DLY1CPL P3.7LCALL DLY1CPL P3.7LJMP READ2_2READ2_2:CLR AMOV A,#0F0HANL A,35HSWAP AMOV34H,ASETB CSLJMP STARTDLY1:NOPNOPNOPNOPRETDLY:MOV R4,#0FFH D1:MOV R3,#0FFHDJNZ R3,$DJNZ R4,D1RETEND。

核仪器课程设计,脉冲放大前端

核仪器课程设计,脉冲放大前端

核仪器课程设计学生姓名:***班 级: ******学 号:*************指导教师: ****日期:***。

***。

***一、课程设计目的通过Multisim对电路进行设计,对《核仪器设计》所学内容有更进一步的理解,加深印象,使所学知识得以巩固和提高。

全面掌握伽马总量计数仪各个模块电路原理的设计,实现电路设计与电路板设计的技术环节,最终得到正确的伽马计数,从而在该课程设计过程中学会提高分析问题解决问题的能力;培养我们的动手能力和遵守纪律的高尚情操还有对待工作严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的优良作风,为今后从事技术工作奠定坚实的基础。

二、设计要求和任务1、掌握所画电路图原理2、掌握Multisim软件的使用方法。

3、能够用Multisim软件对线性放大器进行仿真。

给出仿真结果,能够在软件的示波器上显示出仿真图形。

4、对仿真结果进行分析,理解线性放大器的工作原理。

5,培养学生自我创新能力,自我动手能力,为以后的学习工作打下良好基础。

三、设计任务首先熟悉Multisim软件的基本功能,掌握该软件的使用方法,然后独立完成用Multisim软件对线性放大器进行仿真,给出仿真结果,能够在软件的示波器上显示出仿真图形。

五、设计原理线性放大器主要由极性转换电路、极零相消电路、积分滤波成形电路、基线恢复电路组成,线性放大器的主要任务是放大有用信号,降低信号噪声,提高信号的噪声比,使信号成形,适合于后续电路分析。

1、放大器电路程序针对实验用的程序进行了稍微改动。

首先在输入端加入了由两级单管射击跟随器(T1、T2)。

设计跟随器具有放大倍数稳定(放大倍数约为1)、输入阻抗高输出阻抗低等特点。

他在电路中主要起输入、输出阻抗匹配的作用。

图1 放大器原理图2、极零相消电路在几级相串联的系统中,将前级传递函数的极(零)点和后级的零(极)点相消,从而改善输出波形的方法称为极-零相消。

图2 极零相消电路图3、比较器电路图3比较器电路当输入电压的差值增大或减小时,其输出保持恒定。

pcba方案设计——核辐射检测仪方案

pcba方案设计——核辐射检测仪方案

pcba方案设计一一核辐射检测仪方案核辐射检测仪方案是由德国物理学家盖革与其伙伴一起制造的,用来专门探测电离辐射强度的记数仪器。

核辐射检测仪方案目前仍然广泛地应用于核物理学和粒子物理学试验中。

从1928年计数器的雏形出现至今,核辐射检测仪方案有了许多的改进,其灵敏度也大幅提高,但是,其工作原理没有改变。

核辐射检测仪方案因为价格低廉、操作方便、探测范围较广的优点,己经被大规模被用于集成电路之中,可以实现有效记录数量和辐射强度、累积受辐射照量的数值的数显仪器.核辐射检测仪方案被广泛地应用于医学、物理学、工业制造等领域中。

目前开发的这款核辐射检测仪方案,采用高精度芯片开发,搭配J302Bγ盖格计数管能够精准计算出核辐射剂量,以下是方案介绍.主要技术指标:1.探测射线:y、X和B射线2.探测器:能量补偿CM管(盖革计数管),低能响应得到提高3.正常含量标准0.5μSv/h内4.测量范围a剂量当量率:0.01~1000μSv/h(最大IOmSV∕h)b.累积剂量当量:0.01μSv∕h~500.0mSv5.能量响应:50KeV-1.5MeV≤÷30%(对137CS-)6.灵敏度:80CPM∕μSv/h(对于Co-60)7.报警阀值:a.剂量率:可在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、5.0、10.0、50.0>100QPSWh任意选择b.累积剂量:可在0.05、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0mSv/h任意选择8.测量显示:剂量率每秒显示,防护报警响应小于5秒9.使用环境:温度∙10°C~+45°C,相对湿度:W95%(+45℃)10.电源:3节7号电池,或者TyPe-C供电11.显示:0.96寸TFT彩屏仪器特点:1.可以监测X、y以及B射线2.仪器灵敏度高,3.支持报警开关设置4.本仪器可预置剂量率和累积剂量报警阀值5.0.96寸TFT屏显示6.支持电池电量显示。

核辐射式物位计课程设计

核辐射式物位计课程设计

核辐射式物位计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解核辐射式物位计的工作原理,掌握其基本组成、功能及应用场景。

2. 掌握物位计中放射性同位素的选择、防护措施及安全使用要求。

3. 了解核辐射式物位计在工业生产、环境保护等方面的实际应用。

技能目标:1. 能够分析核辐射式物位计的优缺点,并与其他物位检测方法进行比较。

2. 能够运用所学知识,设计简单的核辐射式物位检测方案,解决实际问题。

3. 学会使用相关仪器设备,进行核辐射式物位计的安装、调试和维护。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对核技术的兴趣和好奇心,激发他们探索未知领域的热情。

2. 增强学生的环保意识,认识到核技术在环保领域的应用价值。

3. 树立正确的安全观念,了解核辐射式物位计在使用过程中的潜在风险,并采取相应的防护措施。

本课程针对高年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合。

在教学过程中,教师应关注学生的个体差异,因材施教,使学生在掌握核辐射式物位计相关知识的基础上,提高解决实际问题的能力。

通过本课程的学习,旨在培养学生的创新意识、实践能力和安全意识,为我国核技术产业的发展储备优秀人才。

二、教学内容1. 核辐射式物位计的基本原理:放射性同位素的衰变特性,核辐射的传播与检测原理。

- 教材章节:第三章第二节“核辐射式物位计的原理与分类”2. 核辐射式物位计的组成与功能:探测器、信号处理器、显示与报警装置等部分的作用和相互关系。

- 教材章节:第三章第三节“核辐射式物位计的组成与结构”3. 放射性同位素的选择与应用:常见的放射性同位素及其特点,选择放射性同位素的依据。

- 教材章节:第三章第四节“放射性同位素的选择与应用”4. 核辐射式物位计的安装与调试:安装位置选择、调试方法及注意事项。

- 教材章节:第四章第一节“核辐射式物位计的安装与调试”5. 核辐射式物位计的安全与防护:辐射防护的基本原则,防护措施及安全操作规程。

- 教材章节:第四章第二节“核辐射式物位计的安全与防护”6. 核辐射式物位计的应用案例分析:分析实际应用中的典型案例,探讨核辐射式物位计在不同行业的应用。

2023年核辐射剂量防护仪器设备项目成效分析报告

2023年核辐射剂量防护仪器设备项目成效分析报告

核辐射剂量防护仪器设备项目成效分析报告目录前言 (4)一、技术方案与建筑物规划 (4)(一)、设计原则与核辐射剂量防护仪器设备项目工程概述 (4)(二)、建设选项 (5)(三)、建筑物规划与设备标准 (6)二、法人治理架构 (8)(一)、股东权益与义务 (8)(二)、公司董事会 (9)(三)、高级管理层 (11)(四)、监督管理层 (12)三、地理位置与选址分析 (13)(一)、选址原则与考虑因素 (13)(二)、地区概况 (14)(三)、创新与社会经济发展 (14)(四)、目标市场和产业导向 (14)(五)、选址方案综合评估 (15)四、运营与管理 (15)(一)、公司经营理念 (15)(二)、公司目标与职责 (16)(三)、部门任务与权利 (17)(四)、财务与会计制度 (20)五、战略合作与合作伙伴关系 (22)(一)、合作战略与目标 (22)(二)、合作伙伴选择与评估 (22)(三)、合同与协议管理 (24)(四)、风险管理与纠纷解决 (24)六、市场调研与竞争分析 (25)(一)、市场状况概览 (25)(二)、市场细分与目标市场 (26)(三)、竞争对手分析 (28)(四)、市场机会与挑战 (29)(五)、市场战略 (31)七、劳动安全生产分析 (33)(一)、安全法规与依据 (33)(二)、安全措施与效果预估 (33)八、投资方案 (36)(一)、核辐射剂量防护仪器设备项目总投资构成分析 (36)(二)、建设投资构成 (37)(三)、资金筹措方式 (38)(四)、投资分析 (39)(五)、资金使用计划 (40)(六)、核辐射剂量防护仪器设备项目融资方案 (41)(七)、盈利模式和财务预测 (43)九、风险评估与应对策略 (44)(一)、核辐射剂量防护仪器设备项目风险分析 (44)(二)、风险管理与应对方法 (46)十、技术与研发计划 (48)(一)、技术开发策略 (48)(二)、研发团队与资源配置 (49)(三)、新产品开发计划 (50)(四)、技术创新与竞争优势 (51)十一、可持续发展战略 (52)(一)、可持续发展目标 (52)(二)、环境友好措施 (53)(三)、社会影响与贡献 (53)(四)、环境保护和社会责任 (54)十二、战略退出计划 (55)(一)、核辐射剂量防护仪器设备项目退出战略 (55)(二)、潜在退出方式 (56)(三)、退出时机与条件 (56)(四)、投资者回报与退出 (57)前言本报告是关于核辐射剂量防护仪器设备项目运营管理的评价分析,通过对核辐射剂量防护仪器设备项目的关键指标和运营流程进行细致分析,旨在发现问题和优化运营效率。

核辐射式物位计课程设计

核辐射式物位计课程设计

核辐射式物位计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解核辐射式物位计的工作原理,掌握其基本构成及功能;2. 学会分析核辐射式物位计在工业过程中的应用,了解其优缺点;3. 掌握核辐射式物位计的相关计算方法和使用技巧。

技能目标:1. 能够正确操作核辐射式物位计,进行简单的故障排查和维护;2. 培养学生运用核辐射式物位计进行实际物位测量及数据处理的实践能力;3. 提高学生团队协作能力,学会在实验和操作中相互配合、共同解决问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对核技术应用的兴趣和热情,提高对核辐射式物位计相关领域的认识;2. 增强学生的环保意识,认识到核辐射式物位计在环保和工业生产中的重要性;3. 培养学生严谨、务实的科学态度,提高学生对新技术、新知识的求知欲。

课程性质:本课程为专业实践课,旨在使学生掌握核辐射式物位计的基本知识、操作技能,培养学生的实践能力和创新意识。

学生特点:学生具备一定的物理知识基础,对核技术有一定了解,但实践操作能力有待提高。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调操作技能的培养,提高学生的实际应用能力。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 核辐射式物位计基本原理:介绍核辐射式物位计的工作原理、构成及其分类,结合课本第二章第一节内容,让学生了解核辐射式物位计的物理基础。

2. 核辐射式物位计的部件及功能:详细讲解各部件的作用和相互关系,对应课本第二章第二节内容,使学生掌握核辐射式物位计的构造。

3. 核辐射式物位计的应用:分析其在工业生产、环保等领域的实际应用,结合课本第二章第三节内容,让学生了解核辐射式物位计的使用场景。

4. 核辐射式物位计的操作与维护:教授操作步骤、注意事项以及常见故障的排查与维护方法,参考课本第二章第四节内容,培养学生的实际操作能力。

5. 核辐射式物位计的计算方法:讲解相关计算公式及实际应用中的数据处理技巧,结合课本第二章第五节内容,提高学生分析和解决问题的能力。

医用核辐射物理学课程设计

医用核辐射物理学课程设计

医用核辐射物理学课程设计前言医用核辐射物理学是医学物理学的一个分支,研究医学Imgaging和治疗的放射学基础知识和技术,其中涉及核素、放射线、剂量的测量及相关影响。

本课程设计将从核辐射的物理学基础、医用核素、医学影像、放射治疗等几个方面展开,旨在帮助学生掌握医用核辐射物理学的基本概念和技术应用。

课程设计要求设计背景随着世界生产力的飞速发展,放射源的种类和用途逐渐扩大,未来的医疗领域也将更加发达。

因此,需培养一批能应对医用核辐射物理学的专业人才,能够在放射学和医学方面在发挥重要作用。

教学目标1.理解核辐射的基本概念2.掌握核素的应用和安全处理3.理解医学影像的基本原理4.熟悉放射治疗原理并了解不同类型放射治疗方法的优缺点5.学会使用有关仪器测量核辐射等级和剂量教学内容1.核辐射基本概念1.核辐射的定义和种类2.常见核素及其放射性质3.辐射探测器种类及工作原理2.医用核素1.放射性药剂学基础知识2.常用放射性医学诊断、治疗和研究应用的核素及其特点3.医用核素的生产、贮存以及丢弃等问题3.医学影像1.传统X线检查及其特点2.CT、MRI和PET等医学影像技术及其基本原理、临床应用。

4.放射治疗1.放射治疗的基本原理2.机型和设备安全以及保养3.放疗质量需要保证的内容4.放疗前、中、后期常见并发症及其预防5.核辐射的剂量和影响1.辐射剂量单位及剂量测量仪器2.成人和儿童的核辐射防护标准3.不同剂量下的生物学或化学反应及其影响教学方法本课程采用多元化的教学手段,既有理论课,也有实验课。

其中,理论课以口头讲解、投影仪和多媒体讲解为主,通过概念图、实验视频和临床案例等形式来激发学生的学习热情;实验课主要是通过实验操作,紧密结合课程内容,让学生进一步了解核辐射的物理特性和应用。

课程评价本课程设计将采用定量和定性相结合的评价方式,具体包括学生的学习笔记,实验报告,期末考试成绩和实验表现等综合表现。

其中,实验分数占比15%,学习笔记占比20%,期末考试占比65%。

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核辐射监测仪器设计报告——一种基于GM计数管的核辐射监测器完成时间:2012-5-21目录1 选题依据 (3)1.1研究意义 (3)1.2 国内外辐射环境监测系统概况 (3)1.3 辐射监测仪器要求及选用 (4)2 研究内容和总体方法 (5)2.1 总体设计思路 (5)2.2 仪器工作原理 (5)2.3 系统软件设计 (7)2.4 测量原理 (8)3 课题研究的创新之处 (8)3.1 测量算法的改进 (8)3.2 双GM管自动切换方法的改进 (9)1 选题依据1.1研究意义核辐射事故及核辐射恐怖事件具有突发性,对社会安全和国家政治经济危害大,容易造成社会动荡虽然核电是清洁安全的能源,发生重大事故的概率很低,但必须做好充分的核事故应急准备工作历史上发生的核事故实例表明,一旦发生大量的放射性物质泄漏,会对工作人员周围公众及环境造成严重影响,社会影响巨大,经济损失严重,世界有核国家都建有应急组织,并建有完善的应急监测系统,能及时准确地向应急行为决策者提供环境污染状况。

核事故辐射环境监测系统是辐射防护应急以及核安全的一个重要环节,是确保核科学技术得到长足发展的一个重要环节,尤其是核电站周边辐射环境监测是持续健康发展核能的必要条件。

1.2 国内外辐射环境监测系统概况辐射环境监测工作是从半个世纪前起步,伴随着核污染事件核泄漏事故的发生公众的心理变化和关注而发展,世界上许多国家如美国、德国荷兰、日本、丹麦捷克英国奥地利瑞士葡萄牙、意大利、西班牙、澳大利亚、韩国等都十分重视辐射环境监测工作,美国、日本、英国、法国等一些发达国家建立了核设施环境辐射连续监测系统,用于核事故的早期报警及事故监测,其监测数据成为安抚公众、当局决策的主要依据。

我国环境辐射监测工作自上世纪五十年代起步,近年来随着核电站的兴建及发展正逐步受到核电、环保等有关部门的高度重视,因此研制核设施环境、辐射连续监测系统,为核设施辐射环境监测工作提供可靠的技术保障则具有重要意义。

中国已开展的环境辐射监测工作包括天然本底调查和核设施运行监测、天然环境放射性本底调查工作国外开展较早,世界范围的比对工作已大规模做过,由于各国使用的仪器及方法不同,彼此间的数据有所差异;我国自1983年起届时8 年,开展了全国环境天然γ放射性水平调查研究,表1-1为不同方法测得的原野γ外照射剂量率。

表1- 1 为不同方法测得的原野γ外照射剂量率由表1-1可见,参加上述调查的单位较多,仪器类型不同,各家测量结果也有所差异。

多年来国内外围绕环境天然γ放射性的实测值差异产生来源己开展了许多研究。

1.3 辐射监测仪器要求及选用核设施环境监测是伴随核电站的运行而开展的,各国选用的监测仪器有所不同,有高气压充氢电离室型、补偿型GM计数管型、正比计数器型NaI(T1)闪烁探测器型、硅探测器型等。

国内大亚湾核电站近期采用的是GM计数管型探测器,秦山核电站采用的主要是高气压充氢电离室型探测器,连续监测系统要具有区分和鉴别天然本底辐射和人工放射性核素的能力,因此对监测系统的稳定性、灵敏性、准确性要求较高。

另一个监测目的是早期报警及应急监测,应急监测的特点是要求监测系统可靠、响应快、量程宽,目的在于迅速准确获得结果,及时通知指挥系统,为当局决策提供依据。

随着当今理论研究的深入、计算方法的进步以及电子学技术的飞速发展,提高监测仪器的性能变得可以实现,核技术应用的拓广使仪器开发研制有所发展,各类仪表的性能都有改善。

目前国内核电厂环境连续监测仪器多为进口产品,由于引进设备价格昂贵,而国内尚无定型产品,因此急需开展核设施环境辐射连续监测系统的研制工作。

通过对几种常用的核辐射传感器的综合比较,本设计选用GM计数管,因为其具有如下优点:1 灵敏度高,不论何种类型的射线,只要在计数器的灵敏区内产生一对离子,便可能引起放电而被记录。

2 脉冲幅度大,输出脉冲幅度达几V。

甚至几十V,可以省去或简化放大电路。

3 稳定性高,不受外界电磁场干扰,对电源的稳定度要求也不高。

4 计数器的大小和几何形状可按探测粒子的类型和测量要求在较大范围内变动。

5 使用方便,成本低廉,制作的工艺要求和仪器电路均较简单。

2 研究内容和总体方法2.1 总体设计思路辐射污染源如γ射线等,具有很高的能量级,在探头电路设计中可以利用G-M监测辐射源产生的脉冲计数,并在此基础上进行不同的非线性补偿或线性拟合。

根据单位时间内产生的脉冲信号作为数据采集信号,经过信号放大电路,模数转换电路,将信号经过单片机控制电路处理,然后再执行监测结果实时显示,报警电路等。

工作原理见图2-1。

图2- 1 系统总体框图2.2 仪器工作原理1)信号调理电路由于G-M管产生的输出信号幅值较大,所以脉冲信号需经过一个限幅电路转换成幅值较小的脉冲信号,然后经过施密特触发器转换成边沿触发的脉冲信号。

如下图2-2。

图2- 2 信号调理电路2)电源变换电路电源变换电路包括高压模块和升压模块。

G-M管的工作电压较高,但输入电压只有3.3V,所以要采用集成高压模块来提供工作电源,而系统采用的一般是低电压作为外部电源,为能给系统中的单片机和其它芯片提供工作电压,必须将输入的外部电源电压升高到芯片工作电压。

升压模块电路如下图2-3。

图2- 3 升压模块电路3)显示报警电路通过读取核辐射探测器的脉冲数,计算为对应的脉冲频率,将结果送显示电路,通过LCD实时显示辐射程度量。

如果脉冲频率大于设定的的频率上限值,则驱动电路并通过LCD实时显示辐射程度量。

同时仪器具有语音报警功能,脉冲频率大于设定的的频率上限值时,发出“辐射剂量超标,请注意防护”的语音播报。

如果条件允许的话,还可以继续输出控制信号,开启防护装置,使检测仪器功能更加完善、科学。

系统工作原理图如图2-4。

图2- 4 系统工作原理框图2.3 系统软件设计系统软件由汇编语言和高级语言混合构成,使软件具有汇编语言的快速性、占用内存空间小的优点。

软件应包括:系统功能自检测程序,初始化程序,核辐射剂量检测程序,模数转换驱动程序,显示驱动程序等。

系统软件流程图如图2-5。

图2- 5 程序流程图2.4 测量原理在实际测量未知放射源的强度之前,首先必须对一个已知强度的标准放射源的R(辐射强度)进行测量,推算出所使用的G-M计数器自身的参数k,其次才能对未知的放射源进行测量。

对未知放射源的测量过程如下:首先对系统进行中断以及定时器的初始化;其次经过单片机的扫描判断是否有脉冲(如果没有,单片机继续判断,反之进入外部中断);然后单片机通过中断控制将高压电路关闭,G-M计数器停止工作2ms;最后,2ms恢复结束,重新接入高压电路重复上述的过程,直到完成测量n次为止。

对上述多次取得的时间取平均值,这样得到此次测量的时间t,经过式子tR (其中R表示辐射强度,k表示G-M自身的参数系数,t表示测量k时间)得到该未知放射物的辐射强度。

为了获得与实际更为接近的结果,采用多次测量取平均值的方法。

上述测量过程可以反复测量N次,然后求出R的平均值,即得到更为准确的辐射强度值。

3 课题研究的创新之处随着当今对辐射监测仪器研究的不断深入、提高监测仪器的性能无外乎从两大方面入手,即具体测量算法的进步和系统元器件本身性能的提升。

本设计在这两个角度均考虑了改进创新的思路与方法。

3.1 测量算法的改进1)传统计数方法以往对G-M计数器测量方法,主要侧重于测量G-M计数器单位时间内产生的脉冲信号数,即计数率(n),并在此基础上进行不同的非线性补偿或线性拟合,从而形成不同的测量方法,但本质还是由n求辐射强度(R),即R=f(n)。

但是这种方法可能会由于G-M计数器的死时间产生漏计数,从而造成测量失真,产生误差。

2)本设计计数方法这种计数方法主要是测量G-M计数器1个脉冲从开始产生到结束这一段计数前时间t,由t求R,即:R=f(t),这里R是时间t的函数,而不是像前面是计数率(n)的函数了,从而提高了G-M计数器的稳定性。

在这种方式中,G-M计数器作为一种数字开关,用1个带微处理器的电路和1个精确的定时芯片,通过对电压控制来保证G-M 计数器的工作与停滞。

在G-M 计数器产生1个脉冲后,精确定时装置定时2ms ,计数器保持在一个计数器工作电压和起始电压之间,此时G-M 计数器停止工作,并保证计数器有足够的时间恢复正常工作状态,直到t 0,即2ms 后计数器和阳极电压升高,G-M 计数器开始恢复工作。

t 0时,单片机系统由晶振控制的时钟开始定时测量计数前的时间t ,直到下一个平滑脉冲结束,偏压下降,G-M 计数器的一个工作周期内,只有一个工作脉冲产生,技术管电压从恢复到降低这段计数前时间t 与R 成反比,满足R=k/t 。

可以通过最小二乘法,来分析这两种计数方式的变化,设X Y βα+=,其中Y 是因变量,X 是自变量,α和β是回归系数。

可以根据最小二乘法的公式计算出回归系数α和β,并比较两种计数数据曲线的拟合程度。

∑∑∑∑∑--=22)(X X n Y X XY n βn X n Y )()(∑∑-=βα3.2 双GM 管自动切换方法的改进GM 计数管是工作在盖革-弥勒区的气体电离探测器, 是最常见的一种核探测器, 一般单个GM 管能够测量的量程是3-4个量级,采用双GM 计数管可扩展仪表的测量范围。

而双管切换技术是实现双GM 计数管测量的关键技术。

本设计通过切换双GM 阴极及阴极信号输出电路实现高低计数管切换, 避免了由于采用阳极高压切换所需的高压继电器和高压切换引起的电路故障。

1)切换电路图3- 1 高低量程GM管切换电路2)控制过程当辐射测量仪器启动后,单片机输出低电平,打开控制低量程的干簧管继电器K2,连通低量程计数管LGM的阴极电路,高低量程计数管均开始工作同时,单片机输出高电平,关闭控制高量程的干簧管继电器K1,切断高量程计数管HGM 的阴极电路与输出电路的连接在测量量程达到一定数值时,单片机输出高电平,关闭控制低量程的干簧管继电器K2 切断低量程计数管LGM 的阴极电路与输出电路的连接,低量程GM 计数管LGM 停止工作同时,单片机输出低电平,打开控制高量程的干簧管继电器,连通高量程计数管HGM 的阴极电路,高量程计数管开始工作。

采用阴极切换设计,解决了高压继电器设计难度,增加了仪器的可靠性,实现了双GM管平稳快速切换,可以达到8个数量级的剂量率测量要求。

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