随着核科学与核技术的迅速发展,核能作为一种清洁能源,在世界各国能源消耗结构中所占的比例也越来越大。然而,2011年3月日本福岛核泄露事故后,涉核场所的核辐射监测引起了人们的更加广泛的关注。凭借自身极强的穿透能力及其对人体的损害性,γ射线是涉核场所重点监测的对象之一。目前,基于闪烁体探测器的区域γ辐射监测理论方法和系统装置的研究上,国内外总体水平接近。凭借自身价格低廉、使用便捷和信号易捕获等优点,气体探测器GM计数管是区域γ辐射监测的重要探测器之一。然而采用GM计数管作为探测器的γ辐射监测,在死时间扣除、宽能域应用和长寿命服役等方面国内研究落后较大。国外相关研究提出的Time-to-Count理论方法,可以较好解决上述γ辐射监测装置的技术瓶颈,并且国外知名核仪器生产厂商也推出了相应的成熟产品。然而,国内相关研究尚停留在该方法的仿真验证,基于硬件系统的实际应用还鲜有成功的报道。综上所述,论文设计了一款采用GM计数管作为探测器,以高速FPGA处理器作为核心和基于Python语言的上位机软件等部分组成的可实现脉冲计数和Time-to-Count的双模式区域γ辐射监测装置。论文的主要工作有:1.论文基于核事件的统计规律和Time-to-Count理论推导出实现Time-toCount理论的最小采样数,可以减少不必要的采样次数,延长探测器使用寿命和快速检测出区域核辐射剂量是否超标。2.设计基于FPGA的区域γ辐射监测装置的硬件电路。硬件电路包括电源电路,探测器双端高压可控电路,信号处理电路,FPGA信号处理电路,通信电路和数据传输转换电路等。实现了对探测器信号的调理、采集、处理和数据传输等功能。其中探测器双端电压可控电路具有结构简单、输出稳定且可快速实现正负高压幅值改变的特点。3.实现了基于FPGA的硬件逻辑设计和区域γ辐射监测装置软件开发,硬件逻辑设计实现了核信号采集、探测器工作在计数模式下的数据处理、探测器工作在时间模式下的数据处理、相关模块的控制和与迪文DGUS屏通信等功能。软件开发包括上位机设计和数据传输转换设计。上位机设计实现了基于Qt Creator的GUI设计,基于Python的串口通信设计、数据处理和显示。数据传输转换是针对远距离传输数据的设计,实现RS485通信与RS232通信转换,便于上位机获取数据。4.通过系统硬件测试,整体测试结果良好,能有效控制探测器双端高压和气体探测器GM计数管的信号调理结果良好。在豁免源的实验环境中验证计数模式和时间模式的可靠性,并在低辐射环境中对时间模式和计数模式分别进行标定。