四川大学本科试验教学大纲
课程名称:核电子学试验
英文名称:Experimentsof NuclearElectronics
课程性质:专业试验
课程代码0
本大纲主笔人:王广林 杨朝文等面对专业:核工程与核技术专业
试验指导书名称:《核电子学试验》出版单位:原子能出版社出版日期:1982年主编:徐钧山等
试验讲义名称:《核电子学试验》讲义
编写单位:四川大学核工程与核技术物理系出版单位:自编 出版日期:2025.9一、课程学时学分
课程总学时:56学时 课程总学分:3学分
试验总学时:56学时 试验总学分:3学分二、试验的地位、作用和目的
把握核工程与核技术常用一起的构造性能及指标的测量方法,为正确使用仪器、组成测量系统打根底。
学生在学习了“核电子学”课程的根底上通过对几个常用的核电子学电路的性能指标的测
试,把握核电子仪器的工作原理、常用仪器的使用方法和根本的测量方法。三、根本原理及课程简介
《核电子学试验》是一门实践性很强的课程,可帮助学生稳固加深和补充课堂所学的“核电子学”的内容。通过对几个常用的核电子学电路的性能指标的测试,把握常用的核电子仪器的工作原理,把握常用仪器的使用方法,把握单元电路的测量方法,整机的性能指标的根本测量方法,正确地整理、分析试验结果和数据,并能检查和排解常见的故障使电路正常工作,培育分析问题和解决问题的力量,为核物理的测量工作中正确选择仪器奠定肯定的根底。各试验的原理如下:
试验一探测器输出信号波形的观测
核电子学争论的是如何测量、分析、处理核辐射探测器给出的模拟电信号。这些信号携带核辐射的各种信息。比方,信号幅度代表粒子能量、信号的外形可能反响粒子的类别、信号的时间关系可能代表粒子寿命或者作用的过程。
在射线作用下,探测器内产生电离,产生的正负离子在电场的作用下向两极运动。负离
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四川大学试验室及设备治理处本科教学工作水平平估
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子被阳极收集,正离子被阴极收集。于是产生相应的脉冲电信号。脉冲信号幅度、上升时间、宽度等与探测器种类、构造、和工作电压有关,与射线能量有关或者无关。
试验中利用不同探测系统分别探测不同的射线αβγ,调整探测器工作条件,观看波形的相应变化和特征。
试验二电荷灵敏前置放大器
半导体探测器输出电压幅度为:U?Q/C
d
,这里Q是收集到的电荷量,结电容C随外
d
界温度和外界偏压而转变,使得输出信号的幅度不稳定,给能谱测量带来很大困难。为解决
此问题,需要使用电荷灵敏放大器以极大地提高等效输入电容,当C 为反响电容时,放大器
f
的输出信号幅度为 U
sc
??K?U
sr
??Q,由此可见,电荷灵敏放大器的输出信号幅度就
C
f
仅与探测器输出的电荷Q成正比,而与探测器的结电容C和放大器的输入电容C 无关。
d r
试验三线性脉冲放大器
线性脉冲放大器用来放大探测器输出的微弱信号,要求它有良好的线性,即输出与输入之间成正比关系。通过调整放大器的工作条件,可以转变放大器的相关参数,这对于能谱测量也有重要的影响。
放大器的成形时间包括微分电路时间常数、积分电路时间常数对后面的能谱测量也有重
要的影响。通过调整这些常数,观看能谱区分力量的变化,求出在特定条件下到达最正确能谱区分的相关参数。
试验四 核信号幅度分选与单道脉冲分析
单道脉冲幅度分析器要求只有输入脉冲落入给定的电压〔阈点平〕范围(V-V)之内时,
H L
才输出规律脉冲。而输入脉冲幅度小于V或大于V大时皆无输出信号。
L H
单道脉冲发生器由输入衰减器、基线恢复器、加法器和减法器、甄别器〔电压比较器〕
和成型电路、反符合门电路、输出放大器六个局部组成,试验要求学生生疏每个局部的工作原理,测量各级静态工作点,用滑移-周密脉冲发生器输入信号到单道,用示波器观看各级波形,测量单道甄别阈的积分非线性和道宽的微分非线性,测量单道的区分时间、最高工作频率。
试验五核信息时间分选与符合反符合
在核物理试验中,常遇到需要记录两个或两个以上时间上有规律性联系的大事或同时发生的大事。例如要记录正负电子相遇发生漂浮,转换成两个光子的大事,需要符合电路。当电路的各输入端都有脉冲输入,而且这些脉冲是在肯定的时间间隔内消灭时,电路能产生一
个输出脉冲。来源于同一核大事的两个脉冲产生的符合叫真符合,而来源于不相关核大事的
脉冲在电路的区分时间内同时到达所产生的符合成为偶然符合。试验六 核数据猎取中的定时与计数电路
时间-数字变换电路主要用于时间测量,如激发态的寿命、粒子识别、中子的飞行时间测量等。
时间-数字变换电路,就是将两个相关大事的时间间隔,线