中子發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生中子射線的儀器設備,由中子管、驅動電源、控制系統(tǒng)組成,它具有中子能量高、單色性好、產(chǎn)額穩(wěn)定可控、使用安全等特點,其在物質元素分析、石油測井等領域有著廣泛的應用。中子發(fā)生器有直流和脈沖兩種工作模式。直流模式下,中子發(fā)生器多用于中子輻照;脈沖模式下,多道分析器利用同步脈沖的觸發(fā),將中子伽馬能譜進行譜分離,便于物質元素的分析。中子發(fā)生器產(chǎn)生的中子與物質可以進行多種核反應,產(chǎn)生非彈、俘獲、緩發(fā)等特征伽馬射線。在最新的國際前沿研究中,這些特征伽馬射線能譜可以通過脈沖時間順序分離出來,有利于中子多元素分析精度的提高,特別適合在線分析技術應用。因此,在實際物料分析過程中,單一的中子能譜已不能滿足使用者的需求。為了在中子能譜中獲取更多的核反應信息,這就需要中子發(fā)生器能產(chǎn)生較為復雜的時序脈沖和相應的同步脈沖。本文針對東北師范大學自主知識產(chǎn)權ZFD-1型自成靶陶瓷中子管,設計了一種新型脈沖中子發(fā)生器控制臺。該控制臺在原有直流/脈沖模式下,根據(jù)中子爆發(fā)時間的不同,加入了單一脈沖和復合脈沖模式,實現(xiàn)了能譜的分離。此外,中子發(fā)生器在正常運行時會產(chǎn)生大量中子射線,為了保證操作人員的安全,需... 

【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中子管結構內部結構

第 3 章 中子發(fā)生器控制系統(tǒng)硬件設計為了滿足操作人員對于中子核反應信息的需求，本文設計了一種新型的脈沖發(fā)生器控制系統(tǒng)。本章重點介紹脈沖中子發(fā)生器控制系統(tǒng)的硬件電路設計3.1 控制系統(tǒng)硬件總體設計控制系統(tǒng)由上位機、基于 STM32 的主控電路、輔助驅動電路、基于 FPGA沖時序發(fā)生電路、遠程波形監(jiān)測儀和中子定標器組成。脈沖中子發(fā)生器有三作模式，直流模式、單一脈沖模式和復合脈沖模式。在直流模式下，離子源脈沖和多道分析器的觸發(fā)信號都為固定時長的高電平；在單一脈沖模式下源觸發(fā)脈沖為上位機可調頻率和寬度的單一脈沖，多道分析器的觸發(fā)信號為的同步單一脈沖；在復合脈沖模式下，離子源觸發(fā)脈沖由高、低頻率脈沖相得，多道分析器的觸發(fā)信號為對應的四路復雜脈沖，且各脈沖之間相對同步.1 為本文設計的脈沖中子發(fā)生器控制系統(tǒng)框架圖。

圖 3.2 主控板設計結構圖3.2.1 主控芯片選型Cortex-M3 處理器是一種新型的 ARM 處理器，它采用哈佛結構，擁有獨立的數(shù)據(jù)總線和指令總線，保證了指令與數(shù)據(jù)訪問不沖突[35]。Cortex-M3 內部還設有多個調試組件，用于硬件程序的調試操作，極大的方便了嵌入式研究人員對于


本文編號：3532902