α、β粒子辐射检测技术的研究与系统实现

摘要

近年来,随着全球各国对核技术应用研究的高度重视,越来越多的核技术已经广泛应用在工业生产和生活的各个领域。核技术在给经济生活带来发展和便捷的同时,过量的核辐射也会对人体造成伤害,威胁人类的健康。因此,对于辐射粒子的防护和属性甄别就成为科研课题的热点,而作为最常见的α、β辐射粒子的检测甄别也迅速被广大研究学者进行科研并生产实践。本文通过对现有α、β辐射粒子的检测甄别技术进行改进,设计出一种采用脉冲形状甄别的方法进行高计数率、低串道比、高速的辐射粒子检测系统。
　　论文工作采用一种改进的模糊C-均值聚类算法来实现对α、β辐射粒子进行脉冲形状识别,通过硬件电路系统对信号的调理实现监测系统的完整性。首先,采用表面涂有ZnS(Ag)的塑料闪烁体探测器对辐射粒子信号进行采集;然后将辐射信号通过调理电路系统进行模拟信号处理,分别运用电源模块、高压模块、放大模块和整形模块对辐射粒子信号进行放大、滤波、去噪,转化为高信噪比便于后续数据处理,再采用采集卡对调试信号进行采集;最后,将采集到的α、β辐射粒子数据输入到PC机平台进行脉冲形状甄别的检测。对于传统的模糊C-均值聚类算法,本文主要做了以下改进:①将随机选取聚类中心改变为通过对辐射粒子的波形特性进行有目的的选取;②采用一种加权处理方法使聚类结果更加明显。
　　通过α、β粒子辐射检测系统的整体测试与试验,表明该系统减少了迭代次数,缩短了运行时间,提高了辐射粒子计数率,降低了粒子间的串道比,在粒子检测领域具有广泛的应用前景。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状与发展趋势

1.3 论文的主要研究工作和研究内容

2 α、β粒子辐射检测理论基础

2.1 核辐射基础理论知识

2.2 α、β辐射粒子检测系统总体设计

2.3 创新点及拟解决的关键问题

3 α、β粒子辐射检测系统的硬件设计

3.1 电源模块

3.2 高压模块

3.3 放大电路模块

3.4 整形模块

3.5采集卡模块

4 脉冲形状甄别法识别α、β粒子辐射检测算法研究

4.1 模糊聚类分析

4.2 模糊C-均值聚类算法

4.3 基于初始聚类中心的模糊C-均值算法

4.4 基于初始聚类中心的模糊C均值聚类算法的改进

5 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢