重構核物理實驗平臺研究.pdf

1、大學核物理實驗作為核與粒子物理學課程的一個重要組成部分，旨在加強實驗科學，提高學生的實驗動手能力，進一步發(fā)展物理基礎學科，培養(yǎng)核科學與技術領域的研究人才。本文介紹了一種基于可重構技術的大學核物理實驗平臺,通過對實驗平臺軟硬件的可重構和配置，使之構成不同的實驗系統(tǒng)完成不同的實驗，學生不僅能夠在這個實驗平臺上完成核與粒子物理實驗課中的各種實驗，學到現(xiàn)代物理實驗的一些新的方法和理念，同時也能重構實驗平臺自己設計實驗。
　　 通過對大學

2、核物理實驗平臺的系統(tǒng)需求、特點及可行性進行分析，利用數(shù)字化技術和基于FPGA的可重構技術，本文給出針對大學核物理實驗平臺的硬件設計方案；采用USB總線接口，通過接口程序的設計闡述了上位機程序與硬件通信的實現(xiàn)方法；基于LabWindows/CVI虛擬儀器技術開發(fā)的配套軟件，既能適用于給定流程的指導實驗，又能開發(fā)新實驗。最后結合現(xiàn)代化教學管理的需求，提出建立服務器，實現(xiàn)基于B/S/和C/S網(wǎng)絡模式的管理系統(tǒng)，完成設備監(jiān)控，學生管理，實驗數(shù)據(jù)

3、保存，實驗成績管理等功能。
　　 目前該實驗平臺已經(jīng)能夠較好的完成實驗測量所需要的定標器，甄別器，波形顯示，多道分析器等必要儀器功能，實現(xiàn)了半導體α探測器和α粒子的能量損失、X射線吸收和特征譜測量、電流電離室、長塑料閃爍計數(shù)器、放射性核素半衰期測量等核物理教學實驗，性能也已經(jīng)達到或超過原有設備的性能指標，具有實際的工程應用價值。
　　 本論文的主要特色在于：
　　 (1)充分利用數(shù)字化技術及可重構技術，將當前核

4、與粒子物理實驗的新測量方法和手段融入實驗平臺，使得平臺整體功能完善，儀器使用靈活，實驗針對性強，擴展性好；
　　 (2)實驗平臺可以通過網(wǎng)絡與服務器相連，指導老師可以通過服務器指導學生實驗、了解每個學生的實驗過程、接受學生提交的實驗報告；
　　 (3)學生可根據(jù)實驗的要求，自行配置實驗系統(tǒng)，有利于學生對實驗的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；由于采用一個實驗平臺來完成不同的實驗，大大減少了所使用的儀器設備種類和數(shù)目，降低了實驗平