GIÁO TRÌNH - Điện tử hạt nhân (Nguyễn Đức Hòa)


Giáo trình  Điện tử hạt nhân nhằm cung cấp các nguyên lí cơ bản của thiết bị ghi đo bức xạ được sử dụng cho nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực Vật lí hạt nhân, là cần thiết cho đội ngũ nghiên cứu, cho các sinh viên đại học, cao học và nghiên  cứu  sinh  trong  các  trường đại học cũng như các  ngành  kĩ  thuật có liên quan tới ghi đo bức xạ.
Với sự phát triển của ngành kĩ thuật hạt nhân đã cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi và hiệu quả vào các lĩnh vực khoa học cũng như đời sống. Hiện nay, Việt Nam đang sử dụng lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc năng lượng thấp và các thiết bị ứng dụng chất phóng xạ, đặc biệt chúng ta đang chuẩn bị xây dựng nhà máy điện hạt nhân dự kiến phát điện vào năm 2020. Do đó, việc đào tạo đội ngũ
làm việc trong lĩnh vực hạt nhân đã trở thành một nhiệm vụ đối với các trường đại học trong giai đoạn mới. Giáo trình  Điện tử hạt nhân được biên soạn trên cơ sở các bài giảng của tác giả cho bậc đại học và sau đại học trong nhiều năm qua, nhằm phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực nguyên tử.


Chương I. TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ VỚI VẬT CHẤT ..........................  15
§1.1. NGUYÊN TỬ  ................................ ................................ ...........................  15
1. Cấu tạo nguy ên tử  ................................ ................................ ...................  15
2. Sự kích thích và ion hoá nguyên tử   ................................ .........................  16
§1.2. TƯƠNG TÁC CỦA TIA BETA VỚI VẬT CHẤT  ................................ ....  17
1. Ion hoá (Ionization)  ................................ ................................ .................  17
2. Độ ion hoá riêng (Specific ionization)  .....................................................  19
3. Hệ số truyền năng lượng tuyến tính (LET) ................................ ..............  20
4. Bức xạ hãm (Bremsstrahlung)  ................................ ................................ .  20
5. Quãng chạy của hạt beta trong vật chất  ................................ ....................  21
§1.3. TƯƠNG TÁC CỦA HẠT ALPHA VỚI VẬT CHẤT ...............................  22
1. Truyền năng lượng của hạt alpha  ................................ .............................  22
2. Quãng chạy của hạt alpha trong vật chất  ................................ ..................  23
§1.4. TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT  ......................  24
1. Hiệu ứng quang điện  ................................ ................................ ...............  24
2. Hiệu ứng Compton  ................................ ................................ ..................  25
3. Sự tạo cặp electron-posistron  ...................................................................  26
4. Tổng hợp các hiệu ứng khi gamma tương tác với vật chất .......................  28
5. Cấu trúc phổ gamma ................................ ................................ ...............  29
Chương II. DETECTOR GHI ĐO BỨC XẠ VÀ SƠ ĐỒ LIÊN KẾT............  32
§2.1. BUỒNG ION HOÁ  ................................ ................................ ...................  32
1. Nguyên tắc hoạt động  ................................ ................................ ..............  32
1.1. Quá trình vật lí ................................ ................................ ..............  32
1.2. Hình thành xung  ............................................................................  33
2. Sơ đồ nối với tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..  34
§2.2. ỐNG ĐẾM TỈ LỆ .....................................................................................  36
1. Quá trình vật lí và tạo xung  ................................ ................................ .....  36
2. Minh họa thống kê của quá trình nhân khí  ................................ ...............  37
3. Sơ đồ tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..............  38
§2.3. DETECTOR NHẤP NHÁY  ................................ ................................ ......  39
1. Nguyên lí hoạt động của detector nhấp nháy............................................  39
2. Hình thành xung  ................................ ................................ ......................  42
3. Sơ đồ tiền khuếch đại ghép nối với detector nhấp nháy............................  43
§2.4. DETECTOR BÁN DẪN  ................................ ................................ ...........  44
1. Nguyên lí hoạt động của detector bán dẫn ................................ ...............  44
2. Sơ đồ tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..............  47
Chương III. CÁC KHỐI ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ................................ ...........  51
§3.1. CÁC ĐẶC TRƯNG CHUNG CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI  ...........................  51
§3.2. CÁC LOẠI TIỀN KHUẾCH ĐẠI  ................................ .............................  52
1. Chức năng của tiền khuếch đại  ................................ ................................   52
2. Phân loại tiền khuếch đại  ................................ ................................ .........  52
3. Các cách ghép nối P.Amp với detector  ................................ ....................  55
3.1 Nối AC giữa P.Amp và detector  ................................ ....................  55
3.2. Nối DC giữa detector và P.Amp ................................ ....................  56
§3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH XUNG  ................................ .........  60
1. Mạch bù trừ điểm không  ................................
2. Mạch hình thành xung CR-RC và CR-RC-CR  ................................ .........  63
3. Hình thành xung chuẩn Gauss  ................................ ................................ .  64
4. Mạch hình thành xung chuẩn tam giác  .....................................................  67
5. Hình thành xung bằng tích phân cổng  ................................ ......................  68
§3.4. MẠCH PHỤC HỒI ĐƯỜNG KHÔNG  .....................................................  72
1. Chức năng của mạch phục hồi đường không............................................  72
2. Các sơ đồ hồi phục đường không................................ .............................  74
2.1. BLR loại đối xứng (Robinson)  ................................ .......................  74
2.2. BLR loại không đối xứng  ..............................................................  75
2.3. BLR không phụ thuộc thời gian  .....................................................  76
§3.5. CỔNG TUYẾN TÍNH................................ ................................ ...............  78
1. Loại hai diode (nối tiếp -  song song) ................................ .......................  80
2. Loại cầu diode (cổng tuyến tính lưỡng cực)  ................................ .............  80
§3.6. CÁC MẠCH MỞ RỘNG XUNG  ..............................................................  82
§3.7. HỆ THỐNG KHUẾCH ĐẠI PHỔ  ................................ .............................  84
Chương IV. CÁC SƠ ĐỒ BIẾN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ  ................................ ..  86
§4.1. NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA ADC  ................................ ...........................  86
1. Khái niệm chung   ................................ ................................ ....................  86
2. Một số phương pháp biến đổi A/D ..........................................................  87
2.1. Phương pháp điều khiển đếm  ................................ .........................  87
2.2. Phương pháp so sánh liên tục  ................................ .........................  88
2.3. Phương pháp dùng tín hiệu dốc lên  ................................................  89
2.4. Phương pháp dùng tín hiệu hai độ dốc  ................................ ...........  90
3. Các đặc trưng chính của ADC  ................................ ................................ .  91
3.1. Độ chính xác  ................................ ................................ .................  91
3.2. Độ phân giải  ................................ ................................ ..................  92
3.3. Độ tuyến tính  ................................ ................................ .................  92
§4.2. ADC LOẠI SO SÁNH SONG SONG (ADC Flash)  ................................ ..  92
1. Nguyên lí chung  ................................ ................................ ......................  93
2. Phương pháp hiệu chỉnh  ................................ ................................ ..........  93
§4.3. ADC LOẠI GẦN ĐÚNG LIÊN TIẾP  ................................ .......................  95
1. Nguyên lí   ................................ ................................ ...............................  95
2. Sơ đồ khối ADC gần đúng liên tiếp  ................................ .........................  96
3. Phương pháp thang trượt  ................................ ................................ .........  98
§4.4. ADC WILKINSON  ................................ ................................ .................   100
1. Nguyên lí  ................................ ................................ ..............................   100
2. Sơ đồ khối ADC Wilkinson  ................................ ................................ ...   102
§4.5. PHÂN TÍCH ĐA KÊNH  ................................ ................................ .........   102
1. Giới thiệu chung  ................................ ................................ ....................   102
2. Tổ chức bộ nhớ và bộ định thời gian  ................................ .....................   106
2.1. Bộ nhớ lưu trữ dữ liệu (RAM)  ................................ .....................   106
2.2. Sơ đồ khối của RAM tĩnh (SRAM)  ..............................................   106
2.3. Các thiết bị SRAM chuẩn  ............................................................   107
2.4. Khối hiển thị  ................................ ................................ ................   110
2.5. Vùng diện tích quan tâm (ROI)  ................................ ....................   111
...

LINK DOWNLOAD


Giáo trình  Điện tử hạt nhân nhằm cung cấp các nguyên lí cơ bản của thiết bị ghi đo bức xạ được sử dụng cho nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực Vật lí hạt nhân, là cần thiết cho đội ngũ nghiên cứu, cho các sinh viên đại học, cao học và nghiên  cứu  sinh  trong  các  trường đại học cũng như các  ngành  kĩ  thuật có liên quan tới ghi đo bức xạ.
Với sự phát triển của ngành kĩ thuật hạt nhân đã cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi và hiệu quả vào các lĩnh vực khoa học cũng như đời sống. Hiện nay, Việt Nam đang sử dụng lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc năng lượng thấp và các thiết bị ứng dụng chất phóng xạ, đặc biệt chúng ta đang chuẩn bị xây dựng nhà máy điện hạt nhân dự kiến phát điện vào năm 2020. Do đó, việc đào tạo đội ngũ
làm việc trong lĩnh vực hạt nhân đã trở thành một nhiệm vụ đối với các trường đại học trong giai đoạn mới. Giáo trình  Điện tử hạt nhân được biên soạn trên cơ sở các bài giảng của tác giả cho bậc đại học và sau đại học trong nhiều năm qua, nhằm phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực nguyên tử.


Chương I. TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ VỚI VẬT CHẤT ..........................  15
§1.1. NGUYÊN TỬ  ................................ ................................ ...........................  15
1. Cấu tạo nguy ên tử  ................................ ................................ ...................  15
2. Sự kích thích và ion hoá nguyên tử   ................................ .........................  16
§1.2. TƯƠNG TÁC CỦA TIA BETA VỚI VẬT CHẤT  ................................ ....  17
1. Ion hoá (Ionization)  ................................ ................................ .................  17
2. Độ ion hoá riêng (Specific ionization)  .....................................................  19
3. Hệ số truyền năng lượng tuyến tính (LET) ................................ ..............  20
4. Bức xạ hãm (Bremsstrahlung)  ................................ ................................ .  20
5. Quãng chạy của hạt beta trong vật chất  ................................ ....................  21
§1.3. TƯƠNG TÁC CỦA HẠT ALPHA VỚI VẬT CHẤT ...............................  22
1. Truyền năng lượng của hạt alpha  ................................ .............................  22
2. Quãng chạy của hạt alpha trong vật chất  ................................ ..................  23
§1.4. TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ GAMMA VỚI VẬT CHẤT  ......................  24
1. Hiệu ứng quang điện  ................................ ................................ ...............  24
2. Hiệu ứng Compton  ................................ ................................ ..................  25
3. Sự tạo cặp electron-posistron  ...................................................................  26
4. Tổng hợp các hiệu ứng khi gamma tương tác với vật chất .......................  28
5. Cấu trúc phổ gamma ................................ ................................ ...............  29
Chương II. DETECTOR GHI ĐO BỨC XẠ VÀ SƠ ĐỒ LIÊN KẾT............  32
§2.1. BUỒNG ION HOÁ  ................................ ................................ ...................  32
1. Nguyên tắc hoạt động  ................................ ................................ ..............  32
1.1. Quá trình vật lí ................................ ................................ ..............  32
1.2. Hình thành xung  ............................................................................  33
2. Sơ đồ nối với tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..  34
§2.2. ỐNG ĐẾM TỈ LỆ .....................................................................................  36
1. Quá trình vật lí và tạo xung  ................................ ................................ .....  36
2. Minh họa thống kê của quá trình nhân khí  ................................ ...............  37
3. Sơ đồ tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..............  38
§2.3. DETECTOR NHẤP NHÁY  ................................ ................................ ......  39
1. Nguyên lí hoạt động của detector nhấp nháy............................................  39
2. Hình thành xung  ................................ ................................ ......................  42
3. Sơ đồ tiền khuếch đại ghép nối với detector nhấp nháy............................  43
§2.4. DETECTOR BÁN DẪN  ................................ ................................ ...........  44
1. Nguyên lí hoạt động của detector bán dẫn ................................ ...............  44
2. Sơ đồ tiền khuếch đại  ................................ ................................ ..............  47
Chương III. CÁC KHỐI ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ................................ ...........  51
§3.1. CÁC ĐẶC TRƯNG CHUNG CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI  ...........................  51
§3.2. CÁC LOẠI TIỀN KHUẾCH ĐẠI  ................................ .............................  52
1. Chức năng của tiền khuếch đại  ................................ ................................   52
2. Phân loại tiền khuếch đại  ................................ ................................ .........  52
3. Các cách ghép nối P.Amp với detector  ................................ ....................  55
3.1 Nối AC giữa P.Amp và detector  ................................ ....................  55
3.2. Nối DC giữa detector và P.Amp ................................ ....................  56
§3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH XUNG  ................................ .........  60
1. Mạch bù trừ điểm không  ................................
2. Mạch hình thành xung CR-RC và CR-RC-CR  ................................ .........  63
3. Hình thành xung chuẩn Gauss  ................................ ................................ .  64
4. Mạch hình thành xung chuẩn tam giác  .....................................................  67
5. Hình thành xung bằng tích phân cổng  ................................ ......................  68
§3.4. MẠCH PHỤC HỒI ĐƯỜNG KHÔNG  .....................................................  72
1. Chức năng của mạch phục hồi đường không............................................  72
2. Các sơ đồ hồi phục đường không................................ .............................  74
2.1. BLR loại đối xứng (Robinson)  ................................ .......................  74
2.2. BLR loại không đối xứng  ..............................................................  75
2.3. BLR không phụ thuộc thời gian  .....................................................  76
§3.5. CỔNG TUYẾN TÍNH................................ ................................ ...............  78
1. Loại hai diode (nối tiếp -  song song) ................................ .......................  80
2. Loại cầu diode (cổng tuyến tính lưỡng cực)  ................................ .............  80
§3.6. CÁC MẠCH MỞ RỘNG XUNG  ..............................................................  82
§3.7. HỆ THỐNG KHUẾCH ĐẠI PHỔ  ................................ .............................  84
Chương IV. CÁC SƠ ĐỒ BIẾN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ  ................................ ..  86
§4.1. NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA ADC  ................................ ...........................  86
1. Khái niệm chung   ................................ ................................ ....................  86
2. Một số phương pháp biến đổi A/D ..........................................................  87
2.1. Phương pháp điều khiển đếm  ................................ .........................  87
2.2. Phương pháp so sánh liên tục  ................................ .........................  88
2.3. Phương pháp dùng tín hiệu dốc lên  ................................................  89
2.4. Phương pháp dùng tín hiệu hai độ dốc  ................................ ...........  90
3. Các đặc trưng chính của ADC  ................................ ................................ .  91
3.1. Độ chính xác  ................................ ................................ .................  91
3.2. Độ phân giải  ................................ ................................ ..................  92
3.3. Độ tuyến tính  ................................ ................................ .................  92
§4.2. ADC LOẠI SO SÁNH SONG SONG (ADC Flash)  ................................ ..  92
1. Nguyên lí chung  ................................ ................................ ......................  93
2. Phương pháp hiệu chỉnh  ................................ ................................ ..........  93
§4.3. ADC LOẠI GẦN ĐÚNG LIÊN TIẾP  ................................ .......................  95
1. Nguyên lí   ................................ ................................ ...............................  95
2. Sơ đồ khối ADC gần đúng liên tiếp  ................................ .........................  96
3. Phương pháp thang trượt  ................................ ................................ .........  98
§4.4. ADC WILKINSON  ................................ ................................ .................   100
1. Nguyên lí  ................................ ................................ ..............................   100
2. Sơ đồ khối ADC Wilkinson  ................................ ................................ ...   102
§4.5. PHÂN TÍCH ĐA KÊNH  ................................ ................................ .........   102
1. Giới thiệu chung  ................................ ................................ ....................   102
2. Tổ chức bộ nhớ và bộ định thời gian  ................................ .....................   106
2.1. Bộ nhớ lưu trữ dữ liệu (RAM)  ................................ .....................   106
2.2. Sơ đồ khối của RAM tĩnh (SRAM)  ..............................................   106
2.3. Các thiết bị SRAM chuẩn  ............................................................   107
2.4. Khối hiển thị  ................................ ................................ ................   110
2.5. Vùng diện tích quan tâm (ROI)  ................................ ....................   111
...

LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: