Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Поэтому, как правило, в нейтронных спектрометрах взаимна корреляционную функиию определяют другим способом в два этапа. Сначала измеряют временное распределение многоканальным анализатором или ЭВМ, включенной в линию. При этом в течение каждого цикла псевдослучайной последовательности на кодировщик подается один стартовый сигнал. Затем после набора достаточной статистики в каналах вычисляется корреляционная функция. Такой способ измерений удобно рассматривать, пользуясь графическими представлениями.
На рис. 6.16,а изображена псевдослучайная последовательность импульсов, которыми модулируется нейтронный поток, а на рис. 6.16, б — каналы временного анализатора. Каналы, приведенные на рис. 6.16,6, отстоят от псевдослучайной последовательности на расстоянии Lt равном длине пролетного пути нейтронов, и положение первого канала сдвинуто относительно начала псевдослучайной последовательности импульсов на время
tE = К At.
ITa диаграмме начерчены графики, выражающие зависимость пути, проходимого нейтроном определенной энергии Ef и скорости V от времени пролета x = tv. Для всех нейтронов одной и той же
316
Рис. 6.16. Графическое представление корреляционных времяпролетных измерений:
а — псевдослучайная последовательность, модулирующая пучок частиц; б — каналы временного анализатора; в — отсчеты в каналах временного анализатора
энергии и, следовательно, имеющих одно и то же время пролета tEy но возникающих в разные интервалы т, графики представляют собой параллельные отрезки. На рис 6.16,а и б они изображены сплошными линиями. Однако определить суммарный эффект ог всех нейтронов с энергией E простым суммированием отсчетов В; каналах нельзя, так как в этих каналах регистрируются нейтроны и других энергий. На рассматриваемой диаграмме таким событиям соответствуют пунктирные наклонные линии (на рис. 6.16,а они изображены частично), поэтому для определения эффекта от всех нейтронов с некоторой энергией E необходимо иметь возможность из получаемой суммы отсчетов в каналах автоматически исключать нейтроны других энергий.
Можно убедиться, что такой автоматизм заложен в корреляционном методе. На рис. 6.16, в отложены отсчеты в каналах временного анализатора, полученные за длительное время. Временной анализатор запускается,, как уже отмечалось, 1 раз за цикл псевдослучайной последовательности импульсов. Естественно, что снимаемое с временного анализатора распределение не соответствует непосредственно измеряемому спектру. Получаемая информация требует обработки, которая ведется в соответствии с выражением (6.9). Для рассматриваемого конкретного случая определения; числа зарегистрированных нейтронов пЕ с энергией E можно записать сумму, раскрывая значение в соответствии с последова-
тельностью, изображенной на оси а, и беря Cj из распределения,, представленного кривой в,
nE — (+ I) Q 4" (— I) C2 + (— I) C3 + (— I) C4 +
+ (+I) C5 + (+I) C6 + (—I) C7 —(— . . .;
317
пЕ — (C1+-Съ-\-Cq.. . .) (C2-{-C3 + C4 + . . .)
или пЕ = ^Cn — ECm,
где Cn соответствует отсчетам в каналах анализатора, которые совпадают во времени со сдвинутыми иа /(Ar модулирующими импульсами псевдослучайной последовательности (нетрудно увидеть, что в этих каналах будут зарегистрированы как нейтроны с энергией Ey так и нейтроны других энергий); С., соответствует отсчетам в тех каналах, где регистрируются нейтроны с энергией, не равной Е, поскольку для этих каналов в интервале At, отстоящем на время KAxy нейтронный пучок перекрыт (см. ось а на рис. 6.16).
Таким образом, рассматриваемая обработка, состоящая в умно* жени показаний анализатора на сдвинутую псевдослучайную функцию и суммировании результатов, включает указанный выше необходимый автоматизм исключения отсчетов, соответствующих нейтронам, пролетное время которых не равно KAx.
Для получения полного временного спектра аналогичные вычисления выполняют для всех энергий нейтронов, последовательно сдвигая начало псевдослучайного цуга импульсов на At.
Из изложенного выше видно, что в корреляционном методе для получения отдельной точки исследуемого спектра используются данные, накопленные во всех каналах временного анализатора, измеряющего первичный спектр. Поэтому погрешности в определении исследуемого спектра будут зависеть от точности измерения первичного спектра во всех каналах. Анализ погрешностей показывает, что среднее квадратическое отклонение ширины каналов временного анализатора должно быть меньше примерно в корень из числа каналов требуемого среднего квадратического отклонения ординат измеряемого спектра. Поэтому для обеспечения проектной точности в измеряемом спектре дифференциальная нелинейность временного анализатора должна быть порядка нескольких сотых процента. Таким образом, к кодировщику временного анализатора .предъявляются весьма высокие требования.
6.6.2. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ
Корреляционные нейтронные спектрометры, так же как и обычные спектрометры по времени пролога, могут быть основаны на прерывании постоянного нейтронного IiOTO1Ia реакторов или создании нейтронных импульсов бомбардировкой соответствующих мишеней па ускорителях. Возможны также комбинированные методы, в которых сравнительно длительный нейтронный импульс, получаемый па имнульспо работающем реакторе или ускорителе, подвергается г ополннтелыюй псевдослучайной модуляции.
