مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

استفاده از تحلیل آماری افت‌وخیزهای ناهمبسته برای شناسایی سامانه‌های آشکارسازی هسته‌ای حالت پالسی

نوع مقاله : مقاله فنی

نویسنده

محمد ارکانی

پژوهشکده رآکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 836-14395، تهران- ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1589
چکیده
یکی از فرایند­های تصادفی که در اکثر آزمایش‌­های هسته‌­ای مشاهده می‌­شود، فرایند تصادفی پواسون است. با توجه به اثر زمان‌­مرده در سامانه‌­های آشکارسازی حالت پالسی، فرایند اندازه‌­گیری شده در خروجی آشکارساز نسبت به فرایند تصادفی پواسون دارای اعوجاج است. در این تحقیق با استفاده از روش‌­های تحلیل آماری به شناسایی سامانه‌­های آشکارسازی حالت پالسی پرداخته شده است. یکی از آشکارسازهای نوعی که در حالت پالسی کار می‌­کند، آشکارساز BF3 است. در این پژوهش یک آشکارساز BF3 نوعی برای پیاده­‌سازی روش فوق انتخاب شد و سپس پالس‌­های مشاهده شده در خروجی آشکارساز در حوزه زمان با استفاده از تحلیل آماری افت­و­خیزها اندازه­‌گیری و تحلیل گردید. در آزمایش‌­هایی مانند اندازه‌­گیری‌­های مربوط به تئوری نوفه رآکتور قدرت صفر، تابع انتقال سامانه آشکارسازی استفاده شده نیز خود بر نتایج به‌­دست آمده اثرگذار است. از این‌­رو آگاهی از تابع انتقال سامانه آشکارسازی به‌­کار گرفته شده در این آزمایش‌­ها از اهمیت ویژه­‌ای برخوردار است. همچنین، در اندازه‌­گیری‌­هایی که در آن­ها تصحیح زمان‌­مرده سامانه آشکارسازی ضروری است، مشخص بودن تابع انتقال می­‌تواند اطلاعات مفیدی از اثرات زمان‌مرده را در اختیار قرار دهد. در این پژوهش تابع انتقال یک سامانه ­آشکارسازی نوترون نوعی که بر پایه‌­ی آشکارساز BF3 است بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها

پالس‌های تصادفی ناهمبسته
تابع توزیع احتمال پواسون
آشکارساز هسته‌ای

عنوان مقاله English

Application of uncorrelated stochastic fluctuations analysis for identification of pulse mode nuclear detector systems

نویسنده English

M. Arkani
Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.BOX: 14395-836, Tehran – Iran
چکیده English

One of the most frequently observed random processes in nuclear experiments is the Poisson process. Due to the dead time effect of detection systems, the experimental process is different from the Poisson process. In this work, based on stochastic methods, a nuclear detection system is identified. The BF3 detector is a typical pulse mode detector. In this research, a typical BF3 detector is selected to implement the above method. Observed pulses at the detector output in the time domain were measured and analyzed using stochastic fluctuations analysis. In experiments such as measurements related to zero-power reactor noise theory, the transfer function of the detection system itself also affects the obtained results. Therefore, knowledge of the transfer function of the detection system used in these experiments is of particular importance. Also, in measurements where it is necessary to correct the detection system dead time, the specificity of the transfer function can provide valuable information about the effects of dead time. This study investigates the transfer function of a typical neutron detection system based on BF3.

کلیدواژه‌ها English

Uncorrelated random pulses
Poisson probability distribution function
Nuclear detector
  1. Karrari M. System Identification. Amirkabir University of Technology. Tehran Polytechnic Press. 2010.

 

  1. Olsson G. Modeling and Identification of a Nuclear Reactor. Mathematics in Science and Engineering. 1976;126:519-593.

 

  1. Zhang X, Sun P, Qiu L, Pu S, Wei X. Transfer function modeling and simulation of HPR1000. Annals of Nuclear Energy. 2022;166:108689.

 

  1. Henley E.J, Lewins J. Advances in Nuclear Science and Technology. Elsevier. 2014;7: NY, DOI: 10.1007/978-1-4613-2862-9.

 

  1. MATLAB 2020b, The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United State.

 

  1. Knoll G.F. Radiation detection and measurement. John Wiley & Sons Inc. 1999.

 

  1. Arkani M, Raisali G. Measurement of dead time by time interval distribution method. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2015;774:151-158.

 

  1. Arkani M, Khalafi H, Vosoughi N, Khakshournia S. Design and construction of a two-channel data acquisition system for random processes based on FPGA. Journal of Nuclear Research and Applications. 2015;36(72):29-38.

 

  1. Arkani M, Khalafi H, Vosoughi N, Khakshournia S. A FPGA based Time Analyser for Stochastic Methods in Experimental Physics. Instruments and Experimental Techniques. 2015;58:350-358.

صفحه اصلی