BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
PHAN VĂN CHUÂN
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ TÁCH XUNG NƠTRON VÀ
GAMMA SỬ DỤNG KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Đà Lạt - 2019
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
PHAN VĂN CHUÂN
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ TÁCH XUNG NƠTRON VÀ GAMMA
SỬ DỤNG KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
Mã số: 9.44.01.06
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS NGUYỄN ĐỨC HÒA
2. TS NGUYỄN XUÂN HẢI
Đà Lạt - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của PGS. TS Nguyễn Đức Hòa và TS Nguyễn Xuân Hải. Bên
cạnh đó, tôi cũng nhận được sự tham gia hỗ trợ của các thành viên trong nhóm
nghiên cứu. Các số liệu thực nghiệm và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án được
tổng hợp từ các công trình nghiên cứu đã đăng tải trên các tạp chí, kỷ yếu hội nghị
khoa học – công nghệ và không sao chép bất cứ công trình nào.
Tác giả
ii
LỜI CÁM ƠN
Đề hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, động viên của nhiều
người.
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Đức Hòa,
người Thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và
thực hiện luận án này. Những nhận xét, đánh giá của Thầy, đặc biệt là những định
hướng nghiên cứu và hướng giải quyết vấn đề là những bài học quý giá đối với tôi
không những trong quá trình thực hiện luận án mà cho cả các hoạt động nghiên
cứu chuyên môn sau này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới TS Nguyễn Xuân Hải đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận án, đặc biệt là những kiến
thức trong thực nghiệm và các công bố khoa học.
Xin trân trọng cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Đà Lạt, Ban Chủ
nhiệm Khoa Vật lý – Trường Đại học Đà Lạt đã luôn ủng hộ, động viên, tạo điều
kiện để nghiên cứu sinh hoàn thành nhiệm vụ.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến các Anh/Chị tại Trung tâm đào tạo, Viện
Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt đã tạo điều kiện, tận tình giúp đỡ rất nhiều trong quá
trình thực nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Ngọc Sơn và TS Trần Tuấn Anh – Viện
Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt về việc giúp đỡ bố trí các thí nghiệm đo trên kênh và
những trao đổi chuyên môn rất bổ ích cho luận án.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến người thân, bạn hữu xa, gần về những chia sẻ
giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Nghiên cứu sinh
Phan Văn Chuân
iii
Lời cam đoan
i
Mục lục
iii
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
v
Danh mục các bảng
viii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
ix
MỞ ĐẦU
1
Chương 1. TỔNG QUAN
7
1.1
Hệ đo nơtron
7
1.1.1
Tổng quan các hệ đo nơtron
7
1.1.2
Đo nơtron với các ống đếm khí
9
1.1.3
Đo nơtron với các đetectơ nhấp nháy
9
1.1.4
Hệ đo nơtron sử dụng kỹ thuật tương tự
11
1.1.5
Hệ đo nơtron sử dụng kỹ thuật số
12
1.2
Loại trừ ảnh hưởng của gamma trong các phổ đo nơtron
13
1.2.1
Loại trừ gamma trong các ống đếm khí
14
1.2.2
Loại trừ gamma cho các đetectơ nhấp nháy
15
1.3
Một số phương pháp phân biệt xung nơtron/gamma trong đetectơ
nhấp nháy
17
1.3.1
Kỹ thuật phân biệt dựa vào thời gian vượt ngưỡng
18
1.3.2
Kỹ thuật phân biệt dựa vào độ dốc xung
19
1.3.3
Kỹ thuật phân biệt dựa vào diện tích đuôi xung
20
1.3.4
Phương pháp phân biệt dựa vào khớp với xung chuẩn
21
1.3.5
Phương pháp nhận dạng mẫu
22
1.3.6
Phương pháp phân biệt dùng biến đổi wavelet
23
1.4
Đánh giá hiệu quả phân biệt dạng xung của các phương pháp
26
1.5
Kỹ thuật DSP và công nghệ FPGA trong thiết kế, chế tạo hệ đo
nơtron
27
Kết luận chương 1
29
Chương 2. THỰC NGHIỆM
31
2.1
Thiết kế và chế tạo đetectơ nhấp nháy đo nơtron – gamma sử dụng
nhấp nháy lỏng EJ-301
31
2.1.1
Thiết kế vỏ đầu nhấp nháy EJ-301
31
2.1.2
Thiết kế vỏ của đetectơ
32
2.1.3
Ống nhân quang
33
2.1.4
Tiền khuếch đại (TKĐ)
35
2.2
Xây dựng hệ đo nơtron sử dụng đetectơ EJ-301
40
