Многоканальный анализатор
Многоканальный анализатор ( MCA ) — это прибор, используемый в лабораторных и полевых условиях для анализа входного сигнала, состоящего из импульсов напряжения. [1] МКА широко используются при оцифровке различных спектроскопических измерений, особенно связанных с ядерной физикой , включая различные типы спектроскопии (альфа-, бета- и гамма-спектроскопия ).
Операция
[ редактировать ]
Многоканальный анализатор использует быстрый АЦП для записи входящих импульсов и сохраняет информацию об импульсах одним из двух способов: [1]
Анализ амплитуды импульса
[ редактировать ]В режиме амплитудного анализа (PHA) входящие импульсы характеризуются по их амплитуде (пиковому напряжению). Выходной спектр представляет собой гистограмму этих импульсов, где высота каждого канала соответствует количеству импульсов, подсчитанных в узком диапазоне амплитуд. Разрешение выходного спектра зависит от количества каналов МКА, которое для типичных приборов составляет порядка нескольких тысяч.
В альфа-, бета- и гамма-спектроскопии PHA используется для измерения энергетического распределения частиц, испускаемых при ядерном распаде . [2] Попадающие частицы поглощаются детекторной средой и возбуждают импульсы напряжения, амплитуды которых пропорциональны их энергии. [ нужна ссылка ] После подсчета большого количества импульсов выходной спектр показывает распределение энергии излучения, падающего на детектор.
Многоканальный режим масштабирования
[ редактировать ]В режиме многоканального масштабирования (MCS) MCA записывает скорость счета импульсов с течением времени. В отличие от ФГА, МКС не дифференцирует импульсы разной амплитуды. Вместо этого MCA записывает все измеренные значения в одном канале в течение заданного интервала времени (называемого «временем задержки»), затем переключается на следующий канал для записи последующего интервала времени и так далее.
Сигнал внутреннего управляющего напряжения, используемый для переключения каналов по истечении времени задержки, часто доступен экспериментатору и может использоваться для запуска изменений в экспериментальной установке. [1] В такой схеме MCA действует как X–Y-регистратор , наблюдая за изменениями скорости счета в зависимости от контролируемого экспериментального параметра. Например, счетчик Гейгера, подключенный к MCA в режиме MCS, можно использовать для регистрации количества ионизирующего излучения , испускаемого генератором нейтронов при различных напряжениях.
Выходной интерфейс
[ редактировать ]После записи гистограммы данные отправляются на компьютер, отображаются на экране MCA или (в старых моделях) отправляются непосредственно на принтер.
Современные MCA обычно взаимодействуют с компьютером через USB или Ethernet , но некоторые старые или специальные модели используют RS-232 или PCI .
Звуковая карта MCA
[ редактировать ]USB Звуковая карта может служить дешевым готовым потребительским АЦП — метод, впервые предложенный Мареком Доллейзером. Данные отправляются на компьютер как обычный звук и сохраняются в файле WAV . Специализированное программное обеспечение обрабатывает «звук» для выполнения амплитудного анализа и многоканального масштабирования, образуя полноценный MCA. [3]
Звуковые карты оснащены микросхемами АЦП с высокой скоростью, но низким разрешением (до 192 кГц), что обеспечивает приемлемые характеристики гамма-спектроскопии при скорости счета от низкой до средней. [4] «Спектрометр звуковой карты» получил дальнейшее развитие в любительских и профессиональных кругах. [5] [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР» (PDF) . Западный университет . Проверено 27 марта 2016 г.
- ^ «Гамма-спектроскопия со сцинтилляционным детектором и многоканальным анализатором» (PDF) . Американский университет в Болгарии . Проверено 27 марта 2016 г.
- ^ «Загрузка программного обеспечения» . www.gammaspectacular.com .
Марек работает в Сиднейском университете со студентами-физиками третьего курса и разработал PRA в качестве образовательного инструмента для своих студентов.
Мотисан, Раду (29 ноября 2010 г.). «Сцинтилляционный зонд NaI и гамма-спектроскопия - PocketMagic» . www.pocketmagic.net . - Цитируется из-за раннего упоминания программного обеспечения PRA Марека Доллейзера. - ^ Ибрагим, Маслина Мохд; Юсуп, Нолида; Ломбигит, Лоджиус; Рахман, Нур Айра Абдул; Джаафар, Заинудин (2014). Разработка многоканального анализатора с использованием АЦП звуковой карты для системы ядерной спектроскопии . Международная конференция по ядерной науке, технологиям и инженерии 2013 (iNuSTEC2013). стр. 50–53. дои : 10.1063/1.4866103 .
- ^ Касани, Х.; Ашрафи, С.; Гал-Эх, Н. (июль 2021 г.). «Цифровая гамма-спектроскопия с высокой скоростью счета с использованием недорогой системы дигитайзера COTS». Радиационная физика и химия . 184 : 109438. Бибкод : 2021RaPC..18409438K . doi : 10.1016/j.radphyschem.2021.109438 . S2CID 233696398 .
- ^ Ким, Сангрок; Ким, Тэюн; Ян, Хёнджин (1 июня 2022 г.). «Разработка гамма-спектрометра низкого разрешения для контроля радиоактивности сточных вод» . Прикладные науки . 12 (11): 5613. дои : 10.3390/app12115613 .
 | Эта радиоактивности статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |