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高速数据采集卡测量中子飞行时间

中子探测主要有飞行时间法、反冲质子法、核反应探测法、阈探测器法。

①飞行时间法:通过中子飞行时间测量定出中子的能谱,是当前主要使用的中子能谱测量方法(见飞行时间技术)。

②反冲质子法:通过反冲质子的数目和能谱测量,定出中子的数目和能谱。其中常用的有含氢的各种气体和固体探测器、带含氢辐射体的望远镜系统以及核乳胶等。

③核反应探测法:通过用6Li玻璃、3He正比管等,测量6Li(n,α)T3He(np)T反应的带电粒子产物的脉冲幅度,获得中子能量的信息。

④阈探测器法:一些核素的(n,2n)(n,p)(n,α)等反应的剩余核具有放射性且其激发曲线具有不同的反应阈值。可以用多种具有不同反应阈值、反应类型的核素在中子场中进行照射后测量其剩余核的活性,通过适当的数据处理获得此中子场的中子能谱数据。所用的阈探测器种类越多,阈探测器的激发曲线数据越精确,获得的能谱数据就越精确。

中子飞行时间是由时问分析器来测量的。为测量中子飞行时间,须记录中子起飞及到达终点的时刻,后者通常由放在终点的中子探测器给出,最终得到中子飞行时间谱。

中子飞行时间是核物理和粒子物理中测量中子的常用方法,例如聚变诊断的中子参数测量等。

时间测量一般是由传统的CFDTDC来实现的,今天我们介绍一种高速数据采集卡来采集中子飞行时间。 

中子飞行时间测量.jpg

探测器连接采集卡示意图

CFD TDC.png


数据采集卡功能框图

CFDTDC都通过FPGA集成的算法实现,能实现传统多个模块的功能,甚至还能实现QDC、符合反符合等功能。

高速数据采集卡指标;

》采样率:1GS/s

精度:14bit;

通道数:8通道;

CFD时间分辨:ps级别;

通道间同步精度:100ps

接口:VME

通信接口:千兆以太网;


总结:由于高速数据采集卡数字电子学相对于传统模拟插件更简单,通道密度更大,适合搭建多通道飞行时间测量。


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