熱中子位置靈敏探測(cè)器讀出的研究.pdf

1、中子是用于核反應(yīng)非常好的轟擊粒子，因?yàn)樗粠щ?，即使在非常低的能量，也可以引起核反?yīng)，中子在核裂變中起著非常重要的作用。中子呈電中性，不能產(chǎn)生直接電離被直接探測(cè)，只能通過它與核反應(yīng)的次級(jí)效應(yīng)來探測(cè)。中子與其他物質(zhì)的核反應(yīng)截面與它攜帶的動(dòng)量成反比的關(guān)系，因此，較低能量的熱中子已成為科學(xué)研究和新材料開發(fā)的一個(gè)重要工具。隨著世界新一代中子源的建成，大面積熱中子位置靈敏探測(cè)器已成為一個(gè)重要的研究課題。本文介紹了一種基于THGEM的熱中子位置靈敏

2、探測(cè)器的設(shè)計(jì)方案。該探測(cè)器的原理是通過熱中子和B-10的核反應(yīng)10B(n，a)7Li，通過B-10材料作為固體靶物質(zhì)，通過探測(cè)次級(jí)粒子a粒子和Li離子來研究入射中子的位置信息。采用Pads陣列讀出方式設(shè)計(jì)收集板，進(jìn)行電子的收集讀出，采用重心讀出法獲得中子位置信息。該方案中二維讀出板在兩個(gè)方向上分別需要64路電荷信號(hào)的讀出，在每個(gè)方向上采用了一片64路專用集成芯片ASIC(VA64TA2)，每個(gè)方向上64路電荷信號(hào)經(jīng)過VA64TA2處理后

3、串行讀出，采用差分放大器進(jìn)行放大。數(shù)據(jù)采集板上采用ADI公司的一款12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9220，將前置板得到的模擬脈沖電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，成為二進(jìn)制數(shù)據(jù);采用了USB2.0接口與計(jì)算機(jī)相連，將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)，再由上位機(jī)程序進(jìn)行處理。采用了LABVIEW進(jìn)行上位機(jī)程序的編寫，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和顯示。選擇Cyclonell EP2C8Q208C8N FPGA芯片作為讀出電子學(xué)系統(tǒng)總控制器。FPGA的主要作用:為ASIC(VA64