Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Нейтронные прерыватели, управляемые высокочастотными или импульсными магнитными полями, удобно согласовывать с аппаратурой корреляционного
:320
спектрометра. Псевдослучайная последовательность имйульсоб используется для непосредственного управления генераторами тока, питающими катушки магнитных систем, а генератор псевдослучайной последовательности управляется вре-мязадающсн серией кодировщика временного анализатора или ЭВМ.
Отсутствие вращающихся масс и простота включения прерывателей с магнитным управлением в схему корреляционного спектрометра делают эти приборы весьма перспективными.
Для ряда задач корреляционный метод имеет преимущества и в спектрометрах на ускорителях. Модуляцию тока ускорителей удобно вести по ионному источнику. В этом случае требуются сравнительно небольшие мощности и для повышения эффективности может быть использован метод группировки ионов полем высокой частоты, приложенным в направлении пучка.
Для некоторых исследований, в частности при изучении неупругого рассеяния нейтронов, высокой эффективностью обладает комбинация импульсного нейтронного источника и корреляционного прерывателя. Спектрометр такого типа был создан на импульсном реакторе Объединенного института ядерных исследований в Дубне.
6.6.3. АНАЛИЗАТОРЫ И СИСТЕМЫ С ЭВМ ДЛЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ
СПЕКТРОМЕТРОВ
Если в корреляционном спектрометре требуется сравнительно небольшое число каналов, не более нескольких десятков, то можно применять анализаторы с индивидуальными регистраторами в каналах. Структурная схема такого анализатора изображена на рис.
6.18,а. Принцип действия анализатора состоит в следующем. Псевдослучайной последовательностью импульсов Zj управляется исследуемая система. В случае нейтронного спектрометра этими импульсами модулируется нейтронный источник. Эта же последо-
Генератор псевдослучайной последовательности п-источник
Рис. 6.18. Структурная схема (а) и временные диаграммы работы (б) корреляционного анализатора q индивидуальными регистраторами в каналах
1/211 Зак. 1Л9
321
йательность поступает на устройство дискретной задержки. Последняя может быть выполнена в виде сдвигового регистра.
С выхода нейтронного детектора импульсы поступают на схемы пропускания и реверсивные счетчики. На управляющие входы тех же схем пропускания приходят задержанные импульсы псевдослучайной последовательности. Первый счетчик будет регистрировать импульсы детектора, для которых задержка 4=0, на остальные схемы пропускания псевдослучайная последовательность импульсов поступает с задержкой At, 2Ат, ..., пАт. Счетчики в этих каналах будут регистрировать сигналы детектора в интервалах, задержанных соответственно на Ar, 2Ат, {п—1)Дт.
В зависимости от знака (±) импульсов псевдослучайной последовательности в счетчик канала добавляются или из него вычитаются импульсы детектора.
Работа корреляционного анализатора поясняется временными диаграммами (рис 6.18,6). Здесь по оси п отложены нейтронные импульсы, а по оси D, отстоящей от оси нейтронных импульсов на расстояние L (пролетная база), — импульсы детектора. На осях 1, 2, 3 ... изображены сдвинутые последовательности псевдослучайных импульсов.
Рассматриваемая система удобна тем, что измеряемое временное распределение снимается непосредственно с канальных счетчиков и не требуется дополнительная математическая обработка. Однако при большом числе каналов такая система получается очень громоздкой; кроме того, ее трудно связать с ферритовым ЗУ. Поэтому в многоканальных корреляционных спектрометрах, рассчитанных на сотни и тысячи каналов, измерения ведут, как это уже отмечалось, в два этапа. Сначала регистрируется временное распределение, так же как это делается в обычных нейтронных спектрометрах, а затем по полученным данным вычисляется временной спектр. Второй этап можно выполнять как программно на ЭВМ, так и аппаратно, вводя дополнительные устройства во временные анализаторы. Последний способ иногда бывает предпочтительней, так как он позволяет непосредственно во время эксперимента получать окончательные результаты.
В качестве примера на рис. 6.19 приведена схема корреляционного нейтронного спектрометра с механическим прерывателем. Прерыватель формирует две псевдослучайные последовательности нейтронных импульсов. С помощью установленной на диске прерывателя тонкой магнитной пластинки в двух магнитных головках получают импульсы, которыми запускают два временных анализатора на 1024 канала. Анализаторы имеют общий времязадающий генератор; на них поступают сигналы от одного детектора, установленного в конце пролетной базы. Каждый анализатор накапливает информацию, получаемую при модуляции пучка в течение полуоборота диска.
В рассматриваемом спектрометре необходимо с высокой точностью поддерживать скорость вращения прерывателя. В противном случае затрудняется обработка накопленной информации. Стабильность скорости вращения ротора обеспечивается синхронным мотором, питаемым через трехфазный усилитель от высокочастотного генератора с кварцевой стабилизацией. Для разгона прерывате-