Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Схема нейтронного спектрометра по времени пролета показана на рис. 7.18. Нейтроны, импульспо испускаемые мишенью ускорителя, проходят через исследуемый образец и, перемещаясь вдоль пролетной базы, достигают детекторов, расположенных на расстояниях Lb L2, Ln от мишени. В общем случае установка может содержать несколько детекторов. В одних измерениях это необходимо для повышения эффективности регистрации, в других — для извлечения дополнительной информации. Исследуемый образец может занимать разные положения, например при исследовании Y-излучения от реакции захвата нейтронов образец устанавливается в конце пролетной базы.
Основная задача автоматизированной системы спектрометра состоит в измерении времени пролета нейтронов и в иикриментном накоплении данных для получения энергетических распределений.
В данном случае обрабатываются два параметра: время пролета
354
Рис. 7.18. Нейтронный спектрометр по времени пролета на электронном ускорителе
нейтрона t и номер зарегистрировавшего его детектора N. В более сложных задачах измеряются и другие параметры, например амплитуда импульсов, определяющая энергию осколков деления или 7-квантов, возникающих при регистрации нейтронов, и др.
Блок-схема системы. Система состоит из кодирующих устройств и мини-ЭВМ, конфигурация которой включает процессор и дисковый накопитель (рис. 7.19). Кодирующие устройства подключены к ЭВМ через канал прямого доступа. Применяются два кодирующих устройства: одним—16-разрядным регистром — кодируется номер детектора, которым зарегистрирован нейтрон, вторым — наносекундным кодировщиком интервалов времени — измеряется и кодируется время пролета нейтрона.
Магистраль
Блок входного регистра,
—L—. ,—
Л Блок временного
^кодировщика.
Стро5\
Lmon
________1
Входы 1-г15
Временной
кодировщик
—1—
I Стар>
Ключи І і ! I I Ключи Блок индикации
ft' І і і і IF . і
Регистр P I і Чі f Регистр T
Генератор
слов
Мини-
ЭВМ
j
Старт
Контроллер
КПДП
Процессор
Дисковый
накопитель
Рис. 7.19. Блок-схема автоматизированной системы нейтронного спектрометра на ускорителе
355
Схема управляется стартовым импульсом, соответствующим моменту генерации пачки нейтронов, и импульсами с 16 выходов детекторов. Если временной кодировщик готов к приему сигнала, то первый по времени возникновения импульс детектора, поступающий через схему ИЛИ в кодировщик, вызовет на выходе последнего импульс Строб, по которому в регистр P будет записан код состояния детекторов. Разряды этого кода, содержащие 1, соответствуют тем детекторам, в которых импульсы возникли в интервале от первого импульса детектора, включающего кодировщик, до импульса Строб. Временной интервал между импульсами Старт и Стоп измеряется кодировщиком, и код этого интервала запоминается в регистре Т. Контроллер передает в ЭВМ через канал прямого доступа сначала код из регистра P по запросу от этого регистра, а затем временной код из регистра T. Таким образом, каждому зарегистрированному событию соответствуют два 16-разрядных слова, составляющих вместе признак двойной длины.
Измерительная часть системы рассчитана для работы с шириной каналов от 20 до 640 не и с числом каналов от 256 до 64 К. Мертвое время определяется удвоенным временем обращения к каналу прямого доступа и составляет 2 мкс.
Программа эксперимента. Для измерения спектральных распределений разработана модульная программа EXPR, упрощенная схема которой показана на рис. 7.20. Процесс формирования спектров состоит из двух основных этапов — внешнего некнкриментного накопления (модуль STORE) и внешней сортировки (модуль SORT).
Ba этапе накопления первичные признаки, сформированные измерителем, поступают в оперативную память через канал прямого доступа. Программа преобразует каждый первичный признак двойной длины в один или несколько вторичных признаков одинарной длины и группирует вторичные признаки в неупорядоченные подмассивы в подзоны оперативной памяти. Когда какая-либо подзона заполнится, ее содержимое передается в соответствующую зону поля признаков на диске. Этап накопления заканчивается после приема заданного объема данных. Прием, преобразование, группировка признаков и передача их на диск совмещены во времени.
На этапе внешней сортировки (модуль SORT) спектры, размещенные па диске, делятся на зоны, соответствующие зонам поля признаков на диске. Содержимое заполненной части каждой зонты поля признаков диска передается в оперативную память подмассивами, каждый из которых сортируется по подмножеству каналов соответствующей зоны спектров. Следует отметить, что время внешней сортировки существенно сокращается в результате предварительной группировки признаков по зонам на диске.
Работа модулей STORE и SORT чередуется, пока не будет накоплен достаточный объем данных. После этого производится статистический контроль спектров (модуль SUM), и если они признаются достоверными, то супмируются с накопленными ранее спектрами. Циклы с контролем и суммированием повторяются необходимое количетво раз. Модуль ALLOC автоматически распределяет память диска в зависимости от статистического распределения признаков по зонам, а именно устанавливает размеры зон и размещает их на диске таким образом, чтобы уменьшить среднее время перемещения головок диска.
