康普顿散射实验仿真系统设计

发布时间：2024-04-11 22:09

　　针对康普顿散射实验需要较强放射源、安全管理难度大的问题,提出康普顿散射实验仿真系统的设计方案。该仿真系统由工作台控制系统和模拟核探头组成。实验台控制系统通过传感器探测模拟放射源类型、确定有无散射样品和散射角度等实验状态;基于STM32F103的模拟核探头根据实验状态产生符合特定散射能谱的仿核电压脉冲,获得与真实实验系统相同的实验效果。

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【部分图文】：

图１康普顿散射实验仿真系统外观结构图

系统设计２．１设计思路康普顿散射实验仿真系统具有以下功能：（１）能够自动感知放射源类型；（２）能够自动感知散射角（即模拟核探头的旋转角度）；（３）能够自动感知散射物是否存在；（４）能够实现ＮａＩ（Ｔｌ）探头的光电倍增管的工作高压响应效果；（５）能够产生符合特定能谱的随机仿核电压脉....

图２康普顿散射实验仿真控制系统框图

输出电平进行轮询式测量，进而获得放射源状态和散射样品是否存在。图２康普顿散射实验仿真控制系统框图此外，通过Ａ／Ｄ转换器测量核探头旋转角度传感器输出电压，得到旋转角度数据。以上任务对工作台控制器性能要求不高，本系统采用８位单片机ＳＴＭ８Ｓ１０５作为工作台控制器。工作台控制系统与模拟....

图３Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽样法流程

法生成已知能谱的矩形电压脉冲幅度数据分为两步：第一步是使用Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽样算法离线获得别名表，第二步是利用别名表在线进行随机数抽样。使用Ｖｏｓｅ＿ａｌｉａｓ抽样法获得别名表的流程如图３所示，输入序列ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ为离散随机变量Ｘ的概率分布，ｎｕｍ为ｄｉｓｔｒｉｂ....

图４滤波成形电路

ｐｒｏｂｊ的比较结果，确定矩形电压脉冲的幅度数据ｒｅｓｕｌｔ。将ｒｅｓｕｌｔ送入Ｄ／Ａ转换器，产生矩形电压脉冲。矩形电压脉冲的幅度正比于ｒｅ－ｓｕｌｔ，从而实验仿核电压脉冲幅度符合特定能谱的目的。能谱数据是工作高压每增加１０Ｖ所获得，对工作高压测量值进行１０整除值来选择数据源，从....

本文编号：3951215