反应堆中子活化分析辐照测量系统的自动化改造

摘要

中子活化分析是一种有效的核分析技术，在微量和痕量元素分析中占有重要地位。自动化、一体化则是中子活化分析实验室的发展方向。在国家自然科学基金和国际原子能机构(IAEA)的资助下，针对中国原子能研究院正在建设中的先进研究堆中子活化实验室，本文设计了一套新型的反应堆中子活化分析辐照测量系统。目前，本文的研究成果已经应用于中国原子能研究院现有中子活化实验室装置的改造。 在新研制的辐照测量系统中，实现了辐照的自动控制、能谱测量的自动实现等等。本文从系统的构成原理出发，详细阐述了整套系统的硬件设计和软件设计，主要包括：辐照的自动化控制、远程控制；能谱测量的自动化操作、架位的自动调节等软硬件设计。 新研制的系统主要具有以下特点： (1)辐照系统采用现场和远程二级控制，实现了辐照的自动化，操作简单，且运行可靠、实用，提高了系统对大批量样品分析的效率，同时提高了短寿命元素的分析能力。 (2)γ能谱测量时，实现了架位的自动调节，实现了样品的自动换样，使自动换样装置和一体化数字谱仪结合运行可靠准确。 (3)新系统自动化程度高，大大减少了操作人员直接接触放射性物质的次数与时间，提高了工作人员的安全性。 本文研究成果在中国原子能研究院101反应堆的短照和能谱测量过程中进行了初步应用，取得了良好的效果，满足了实验的要求。目前，系统运行稳定可靠，使整个实验室的自动化程度得到很大的提高，达到了预期的目的。

目录

文摘

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第1章概要

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外现状

1.3研究成果以及特色

第2章系统整体设计

2.1系统示意图

2.2方案选择

2.3难点与特色

第3章样品传送系统

3.1样品辐照管道

3.2样品传送管道

3.3“兔子”盒

3.4样品盒

3.5“兔子盒”自动转换设备结构

3.6气源

第4章辐照控制系统

4.1辐照控制电路设计

4.1.1现场控制单片机简介

4.1.2样品检测方案设计

4.1.3传动电磁阀门控制电路

4.1.4显示电路

4.1.5 UART接口电路

4.2单片机控制程序设计

4.2.1单片机软件开发环境

4.2.2主程序设计

4.2.3检测程序

4.2.4定时器中断程序

4.2.5显示程序

4.2.6单片机串口通讯程序

4.3计算机串行自动软件控制的设计

4.3.1计算机串行通讯的特点

4.3.2计算机串口通信类

4.3.3控制系统软件的设计

第5章γ能谱测量装置

5.1能谱测量装置示意图

5.2 γ能谱测量一体化仪器

5.3样品换样装置

5.3.1硬件设计

5.3.2换样程序设计

5.4测量架位自动调节

5.4.1硬件部分

5.4.2架位调节程序

5.5 γ能谱测量软件中job文件的编写

结论

致谢

参考文献