Описание методики цифрового разделения нейтронов и фотонов деления.
Аналоговый сигнал с выхода ФЭУ поступает на вход АЦП, который с заданной частотой преобразует его в числовую последовательность. Эта последовательность записывается на винчестер компьютера для последующей обработки. Длина последовательности определяется временем измерения и частотой оцифровки. Для обработки импульсов не нужны дополнительные электронные модули и блоки. Необходим лишь АЦП. Использование данной методики не требует сдвиговых регистров и специальных программ. Эти обстоятельства являются главными преимуществами технологий цифрового разделения.
Описание программы первичного сбора и обработки данных.
Экспериментальные данные записываются в отдельный файл. Полученные результаты для каждой серии измерений обрабатывает специально написанная для данной задачи программа. Она предназначена для обработки оцифрованных амплитудно-временных распределений откликов смешенного радиационного излучения и идентификации откликов по форме. Используя различие в форме импульсов различных частиц, например, протонов отдачи (нейтронов) и электронов (гамма - квантов), можно получить их распределения по параметру разделения в виде раздельных колоколообразных кривых, вид которых представлен на рис. 4.
Рис. 4. Разделение частиц различного типа по форме их сцинтилляционных импульсов.
Для идентификации регистрируемых частиц для каждого отклика программой вычислялся параметр, характеризующий его форму (параметр разделения – ПР). В качестве такого параметра были рассмотрены следующие (рис. 5):
– отношение двух площадей, вычисленных для разных участков отклика:
ПР = S2/S1;
– отношение площади выбранного участка отклика к его амплитуде:
ПР = S2/Max;
– положение максимума отклика относительно начала интервала обработки;
– длительность отклика на заданном уровне.
Границы участков задавались программно. Площади вычислялись как интеграл от аппроксимирующей функции F в заданных пределах.
Рис. 5. Схема вычисления параметра формы импульса.
Для анализа полученных результатов в программе создан широкий набор возможностей для графического и числового представления результатов обработки.
По окончании обработки результатов измерений программа выдает следующую информацию:
Амплитудное распределение откликов фотонов и нейтронов без учета поправки на просчеты в отдельном графическом окне;
Амплитудное распределение откликов фотонов (В) и нейтронов с учетом поправки на просчеты;
Временное распределение откликов фотонов (А) и нейтронов (Б) без учета поправки на просчеты;
Временное распределение откликов фотонов (В) и нейтронов (Г) с учетом поправки на просчеты;
Возможность просматривать отдельные импульсы в отдельном графическом окне;
Время прошедшее после начала измерения;
Уровень загрузки аппаратуры ( частиц/сек );
Количество зарегистрированных нейтронов и гамма – квантов;
Долю забракованных импульсов;
Значение параметра разделения.
На рис.6 представлена информация, выдаваемая программой обработки данных [5].
Рис.6. Цифровые отклики нейтронов и фотонов
Рис.6 иллюстрирует амплитудное распределение откликов фотонов и нейтронов без поправки на просчеты. Когда измерения производятся в условиях высоких загрузок измерительного тракта, возможно наложение импульсов друг на друга. Программа определяет долю испорченных импульсов и выбрасывает их из общего счета. Вывод амплитудного распределения откликов дается с поправкой на просчет. Также в программе реализована возможность просмотра отдельных зарегистрированных импульсов. Одно из графических окон служит для вывода точечных диаграмм, каждой точке которых соответствует отклик нейтрона или фотона.