Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
322
ґ~
Кристалл \Л
>Запуск
, ¦ *\
Прерыватель/
Образец
'\у7 ' ?
/
/
Временной
анализатор
Обилий,
генератор
Временной
анализатор
Л
Трехфазный
усилитель
RC- Кварцевый
ге ч ер а тор генератор
Детектор
Рис. 6.19. Корреляционный нейтронный ‘Спектрометр с механическим прерывателем
ля используется обычный #С-генератор. В такой системе нестабильность числа оборотов меньше, чем IO-4, что вполне достаточно для прерывателя, создающего временную последовательность с длиной кода
п= (2d—1) = 127.
Накапливаемая во временных анализаторах спектрометра информация после окончания измерений обрабатывается на ЭВМ. При этом для определения корреляционной функции используется закон псевдостатической последовательности, по которому выполнен прерыватель.
Большими возможностями обладает электронная система корреляционного спектрометра, схема которого приведена на рис. 6.20. В этом спектрометре применен прерыватель, основанный на импульсном повороте спина поляризованных нейтронов. Для управления им с помощью схемы сдвигового регистра формируется псевдослучайная последовательность импульсов. Нейтронный пучок после прохождения прерывателя рассеивается исследуемым образцом 5 и в конце пролетной базы L регистрируется детектором Д. Импульсы детектора суммируются в 256 каналах 512-канального временного анализатора. При этом на кодировщик анализатора поступает та же времязадающая серия, что и на сдвиговый регистр. После набора достаточного числа событий в каналах анализатора производится вычисление корреляционной функции. Для этого в анализаторе предусмотрена схема коррелятора, который управляется, так же как и прерыватель, импульсами псевдослучайной последовательности, снимаемыми со сдвигового регистра. Резуль-
V2H* 323
Рис. 6.20. Корреляционный спектрометр с прерывателем, основанным на импульсном повороте спина поляризованных нейтронов
Рис. 6.21. Спектры монохроматических нейтронов, полученные корреляционным (а) и классическим времяпролет-ным (б) методами
тат каждого вычисления последовательно запоминается в 256 каналах второй половины устройства памяти. Вся процедура вычислений занимает 3 с. Удобно, что накапливаемая в первой половине устройства памяти информация сохраняется. Поэтому в процессе эксперимента можно следить за ходом измерений, периодически обрабатывая информацию.
Преимущества корреляционного спектрометра по сравнению с классическим времяпролетным иллюстрируется рис. 6.21, йа котором представлены спектры монохроматических нейтронов, измеренных в присутствии 56 % фона обоими методами на рассмотренном спектрометре с прерывателем, основанонм на имиульсном повороте спина поляризованных нейтронов. В корреляционных измерениях (рис. 6.21,а) влияние фона незначительно, в то время как в обычных времяпролетных измерениях (рис. 6.21,6) составляющая фона в спектре велика.
324
а) п S)
600 - \
* “ 400 200
і _ I I I I I
10 20 JO 40 50 Номер канала
20 40 60 80 100
Номер канала
« КорреляционныГ прерыватель
Рис. 6.22. Корреляционный спектрометр для измерения двумерных спектров рассеяния
В корреляционных спектрометрах для проведения многомерных измерений, так же как и в классических системах по времени пролета, используют несколько кодировщиков. Структурная схема устройства, рассчитанного для измерений двумерных спектров рассеяния, приведена на рис. 6.22. В этом спектрометре нейтроны генерируются импульсным реактором; вблизи образца расположен механический корреляционный прерыватель; протяженности пролетных баз реактор— образец и образец — детектор — соответственно 10 и 6,8 м.
Используются два временных кодировщика. Первый запускается одновременно с нейтронным импульсом реактора; второй привязан к корреляционному механическому прерывателю. Импульс детектора открывает ключи, пропускающие коды в 4096-канальное устройство памяти. Дальнейшая обработка информации ведется с помощью ЭВМ.
В корреляционных спектрометрах по времени пролета вычислительные машины применяют не только для обработки информации, накопленной в анализаторах, но и для непосредственного включения в эксперимент. В этом случае ЭВМ работает в так называемом режиме «в линию» (см. гл. 7).
11 Зак. 13J9
Глава 7
Автоматизация измерений с помощью ЭВМ и программно-управляемых модульных систем
§ 7.1. АВТОМАТИЗАЦИЯ В ФИЗИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЯХ
Многие эксперименты ядерной физики характеризуются значительным объемом перерабатываемой информации. В спектрометрических установках на ускорителях и реакторах объем информации достигает IO9 бит, при этом одновременно поступает большое число многоразрядных кодов. Как правило, требуется быстро вести обработку результатов измерений, а во многих случаях необходимо* контролировать ход эксперимента. Поэтому для решения таких сложных комплексных задач применяют ЭВМ.
Сначала для этого использовали универсальные ЭВМ. первого и второго поколения, построенные на лампах и транзисторах. Они были недостаточно надежны и дороги. Универсальные ЭВМ при включении в линию с экспериментом обладают известной избыточностью: их арифметические возможности, как правило, используются незначительно и в то же время они не всегда имеют необходимое быстродействие, часто отсутствует прямой доступ к памяти,, недостаточно развита система прерывания. Поэтому в большинстве случаев использовать такие ЭВМ для автоматизации физических, исследований нерационально.
