Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Сначала рассмотрим, как подобного рода измерения можно выполнять без специального многопараметрического анализатора. В схеме установки, приведенной на рис. 6.1,а, применяют два амплитудных анализатора: одноканальный и многоканальный одномерный. Импульсы от детекторов Дх и Д2) предварительно усиленные и сформированные усилителями У і и У2, поступают на быструю схему совпадений ИЭтой схемой устанавливается тот факт, что регистрация произошла одновременно в двух детекторах Д{ и Д2. На медленную схему совпадений Иг поступают сигналы с вы-
295
h^>
Много ка наль ный амплитудный. JV- /ч анализатор
Медленная
схема
совпадений
А
Одноканальный
амплитудный
анализатор
п нП
п In
Рис. 6.1. Измерение амплитудно-амплитудных распределений с помощью двух анализаторов (а) и распределение H=I(AiA2) (б)
хода И і и с выхода одноканального анализатора. Схема H2 срабатывает, если импульсы от детекторов Дх и Д2 пришли одновременно и импульс от Дг—A2 попал в канал одноканального анализатора. При выполнении этих условий разрешается измерение импульса от Д\—А\ многоканальным анализатором. В процессе измерений устанавливают разные положения канала одноканального анализатора, т. е. выбирают разные участки спектра сигналов детектора Д2, и для них измеряют многоканальным анализатором одномерные спектры сигналов детектора Д\. Семейство одномерных спектров образует двумерный спектр (рис. 6.1,6) H = I(AiA2) или n = f(Eu E2). Нетрудно увидеть, что такие измерения довольно трудоемки, особенно в тех случаях, когда интенсивность исследуемых излучений мала. Поэтому для амплитудно-амплитудных измерений рационально применять двупараметрические анализаторы.
На рис. 6.2 приведена упрощенная схема двупараметрического анализатора с ферритовым ЗУ. Допустим, что используется фер-ритовып куб емкостью на 2048 16-разрядных чисел. В случае одномерного анализатора в таком ЗУ исследуемый спектр накапливается в 2048 каналах. При двупараметрических измерениях в ЗУ должно храниться несколько одномерных спектров, т. е. все каналы должны быть разбиты па несколько групп. Такое деление ЗУ осуществляется кодирующим устройством.
Схема, приведенная на рис. 6.2,а для 32 значений импульсов детектора Ді, измеряет одномерные спектры импульсов детектора Д2, каждый из которых накапливается в 64 каналах.
Исследуемые импульсы Лі, A2 поступают на схему совпадений
296
Рис. 6.2. Двупараметрический анализатор с ферритовым запоминающим устройством (а) и временные диаграммы (б)
И, которая разрешает их регистрацию. В том случае, когда импульсы A1 и A2 совпадают, разрешается их преобразование в длительность (А-+І). При этом получаются две серии (/ и //), число импульсов в которых пропорционально амплитудам исследуемых импульсов (рис. 6.2,6). Эти серии поступают на кодирующие счетчики. В двумерном анализаторе кодирующий счетчик делится на две части: а и Ь. Счетчиком b «выбирается» группа каналов, счетчиком а — канал внутри группы. В том, что счетчик Ъ определяет группу, нетрудно убедиться, полагая, что оба счетчика соединены последовательно. Тогда поступление одного импульса на вход счетчика b эквивалентно поступлению 64 импульсов на вход счетчика
а. В соответствии с двоичными кодами импульсов А\ и A2 дешифраторы X и У определяют канал, куда и производится добавление
1. Команда записи +1 дается после окончания преобразования (A-^t) импульса большей амплитуды. Для этого используется задержанный импульс U схемы совпадений //.
Заметим, что логическая и кодирующая части схемы, приведенной на рис. 6.2, могут быть применены и для работы с ЭВМ. В этом случае на^ машину передают только пары кодов А\ и Л2
6.2.2. АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Амплитудно-временные распределения n=f(A, t) измеряют в нейтронной спектрометрии по времени пролета. Так, при исследо-
297
Рис. 6.3. Двумерный тудно-временной спектр
ампли-
вании 7-излучения от реакции захвата нейтронов необходимы спектры у-излучения для разных энергий нейтронов n = f(En, Ey). Анализатор, предназначенный для этих целей, должен измерять и сортировать время пролета нейтронов t и амплитуду импульсов Af возникающих при регистрации Y-квантов. В результате таких измерений получают двумерный спектр (рис. 6.3) n = f(A,t).
Для снятия его можно воспользоваться сравнительно простой схемой, состоящей из одноканального временного и одномерного амплитудного анализаторов. Временным анализатором последовательно устанавливают разные задержки tK канала, и проходящие через него импульсы от 7-квантов подают на амплитудный анализатор. Таким образом, последовательно измеряется ряд амплитудных спектров (рис. 6.3). Естественно, что такой способ измерений требует много времени и в том случае, когда они ведутся на ускорителе или реакторе с изменяющейся интенсивностью излучения, результаты приходится нормировать. Поэтому обычно для амплитудно-временных измерений применяют многопараметрические анализаторы.
В зависимости от решаемых задач анализаторы для времяпролетных измерений выполняют с различными типами ЗУ и на базе ЭВМ. Так, при ограниченном числе каналов (не более нескольких десятков тысяч) применяют ферритовые или полупроводниковые ЗУ. В таких устройствах стараются исключить избыточную информацию, и они часто работают в ассоциативном режиме (см. § 6.3). В том случае, когда необходимо запоминать всю поступающую информацию, применяют ЗУ типа массовой памяти (см. § 6.4). В них запоминаются коды всех событий, а затем после проведения эксперимента их сортируют.
