基于SiPM的α/β/γ脉冲甄别技术研究与实现

来源 :西南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:littlev19
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当前我国面临的核威胁形势日趋严峻,呈现传统核威胁与非传统核威胁相互交织的局面。在遭敌核武器袭击、战时核设施遭袭、核事故、反核与辐射恐怖袭击以及周边地区重大核与辐射事件等各类辐射监测任务背景下,放射性表面沾染测量是其重要的任务内容。高效、精准的判别表面放射性沾染的射线种类及其放射性强度对辐射防护及处置具有重要的意义。现有的表面沾染检测仪器无法实现对α/β/γ射线的一次性同时测量,检测效率低。因此有必要开展α/β/γ射线复合测量技术研究,提高测量效率,避免对同一测量表面进行2次或者3次测量。本课题采用硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)作为光电转换器件与光纤复合探测器耦合的技术路线,设计SiPM信号读出电路,搭建数字化采集系统,重点研究与实现α/β甄别技术,研制出一套用于α/β/γ射线复合测量的探测器原理样机。主要工作如下:1.基于光纤复合探测器的输出光谱对SiPM进行了选型,采用电流灵敏前置放大器加Sallen-Key滤波器的结构设计SiPM信号读出电路,通过电路仿真验证了设计的可行性。合理设计电源管理模块,并绘制了电路板。搭建测试平台对电路板进行测试,基于测试结果对电路进行了优化。测试结果与仿真结果相符,优化后电路板的输出信号信噪比到达了56 d B。2.设计基于FPGA的数字化采集系统,采用高速模数转换器对SiPM信号读出电路输出的模拟电压信号进行数字化处理并经千兆以太网传输至上位机。通过Lab VIEW实现了FPGA芯片程序开发和上位机软件的编写。3.搭建数字化波形获取系统,采集并存储了8000个α波形数据和8000个β波形数据。采用经典的数字化脉冲波形甄别(Pluse Shape Discrimination,PSD)方法对α/β粒子进行甄别,并搭建算法评估平台对其甄别效果进行了评估。针对经典的数字化PSD方法波形利用率低、特征点单一、甄别效果不佳等缺点,提出了一种基于波形时频特性的逻辑回归算法。该算法利用电荷比较法和频率梯度法分别提取波形的时频特征并构建逻辑回归模型,通过对模型的训练可达到甄别α/β粒子的目的。基于波形时频特性的逻辑回归算法有着极高的甄别品质因子(4.30),且相较于经典的数字化PSD方法,其误甄别率低,对α粒子和β粒子的误甄别率分别为1.90%和0.63%。4.研制了基于光纤复合探测器的α/β/γ表面沾染检测系统原理样机。搭建实验平台并放置α源(238Pu),β源(90Sr-90Y)、γ源(137Cs)对原理样机进行测试。测试结果表明:所研制的原理样机能够实现α、β、γ三种辐射粒子的探测和甄别,且满足“IEC61098-2003”标准中对α、β粒子串道比的要求。本文工作为α/β/γ复合探测提供了技术基础,在表面沾染α/β/γ混合场的快速、高效、准确、大面积检测方面有重大的应用价值,研制了原理样机,为未来推广提供了工程化解决方案。
其他文献
本研究从儿童友好城市建设的过程逻辑和内容逻辑出发,从制度建设、空间营造、儿童参与、服务供给、评估体系五方面对国际典型案例进行梳理总结,并对我国儿童友好城市本土构建路径提出建议:在顶层设计上需从制度体系和法律保障出发,建立系统完善的制度框架;在具体实践中关注多元特色的空间营造、优质普惠的服务供给、广泛有效的儿童参与;在评估体系方面制定科学评估工具,构建具有反馈意义的循环评估模式。
期刊
<正>保障儿童合法权益,促进儿童发展已成为衡量全球化城市发展水平和社会文明程度的重要指标。浙江被赋予了“高质量发展建设共同富裕示范区”的历史使命,需全面践行共享发展理念,高标准建设社会保障和公共服务制度,巩固公平有效可持续的民生保障体系,提高全民全生命周期的福利。创建儿童友好型城市,提高整个儿童群体的福祉,不仅是“共同富裕示范区”建设的重要组成部分,更是实现这一总体目标的有效手段。
期刊
目的:观察半夏白术天麻汤联合西药治疗前庭性偏头痛(VM)痰浊上蒙证的临床疗效。方法:收集2022年1月至2023年1月间在我院脑病科就诊VM痰浊上蒙证患者40例,随机分为观察组和对照组各20例,对照组予西药治疗,观察组联用半夏白术天麻汤。于治疗前后观察两组中医证候积分、视觉模拟评分(VAS)、头痛影响测评量表-6(HIT-6)、血小板聚集率(PAg T)、降钙基因相关肽(CGRP)、眩晕障碍量表(
学位
<正>教育在中国历来占据着重要地位。荀子曾言:"礼有三本:天地者,生之本也;先祖者,类之本也;君师者,治之本也。"[1]习近平总书记指出,教育是国之大计、党之大计。可见,不论时代语境如何变化,教育对于国家发展和个人成长的重要作用始终是无法隐匿、遮蔽的。而文学作为人学,是反映社会现实、记录历史变迁、承载人生道义的重要载体,其具有相当显豁的教育价值。因此,文学教育是培养人、塑造人的必要途径。厘清、挖掘
期刊
课程思政是在“立德树人”教育理念指导下,由高校教育部门、教师群体为主导,开展思想政治理论课、专业学科课程等的融合教学,形成学科理论知识、德育教育的协同效应。特别是新时代高校借助于课程育人,要从思政育人情境创设、教学理论内容与实践结合等流程入手,进行学生思想政治认知的教育、专业知识的传授、道德素养的培养。本文围绕课程思政教育的育人价值,以及课程建设过程中浮现出来的高校教育人员、教育传授观念、授课方式
期刊
糖尿病足作为一种在全球范围内持续增长的病症,已经严重威胁着糖尿病患者群体的健康,糖尿病会导致许多并发症,而糖尿病足是其中最严重的并发症之一。糖尿病足部溃疡与患者足部受压的异常集中、异常分布和剪切应力等因素相关。现有市面上的一些预防措施,如足溃疡风险评估、定期检查和穿着专业鞋袜辅具等方法,能够使糖尿病足的截肢率下降50%以上。本文将基于2型糖尿病足患者的病理特征,通过有限元模型的构建、足底压力测试和
学位
目的:分析影响糖尿病足溃疡愈合的相关危险因素,以及中医证型与溃疡愈合之间的关联。方法:采用病例对照的研究方法,分析2020年12月至2022年12月于新疆维吾尔自治区中医医院内分泌科住院的糖尿病足患者临床资料,排除1型糖尿病、Wagner5级及病历资料不全的患者共计11例,最终纳入147例糖尿病足患者,对在研究开始之前就诊并出院的患者采用电话随访等方式追溯其愈合时间,对住院未满6周的患者进行随访,
学位
糖尿病足是糖尿病患者面临的常见慢性并发症之一。由于病情恶化,患者足部可能发生感染、溃疡或组织破坏等症状,甚至导致截肢或死亡。糖尿病足发生及恶化的主要原因是足部压力异常,穿着合适的鞋具可以有效缓解压力,降低糖尿病足发生及恶化的概率。批量生产的鞋具存在与患者足部特征不适配和局部压力过大等问题。个性化定制鞋具能解决以上问题,但当前的定制鞋具大多依赖于纯手工来进行设计和加工,生产效率低,调整和修改麻烦。因
学位
目的:分析研究2型糖尿病足截肢患者的临床特点。方法:本研究回顾性分析2017年1月至2022年12月因2型糖尿病足就诊于新疆医科大学第一附属医院并行截肢手术的201例患者的临床资料,按截肢平面分为大截肢组和小截肢组,按年龄分为中青年组、老年组。对大、小截肢组进行单因素和多因素logistic回归分析,对中青年组、老年组进行单因素分析。结果:2型糖尿病足截肢患者共201例,平均年龄62.76±10.
学位
目的:本研究基于循证护理和德尔菲法研究最终形成适用于我国糖尿病足临床现状的预防糖尿病足复发的循证管理实践方案,以期为临床实践提供参考。方法:1.采用Meta分析、系统评价、指南推荐意见总结相结合的方法初步形成预防糖尿病足复发的循证管理实践方案。(1)系统检索国内外数据库中关于糖尿病足患者复发危险因素的病例对照研究和队列研究。采用纽卡斯尔-渥太华量表对纳入的研究进行质量评价,采用Rev Man5.3
学位