基于LoRa的γ辐射监测系统设计及应用

核能科学与技术和人们的生活联系紧密,但同时核辐射也可能危害人们的身体健康,因此需要加强对核辐射的监测。有线核辐射监测系统布线复杂、施工周期长、成本较高,且移动性差、故障排查较为困难。为了满足便捷测量γ辐射环境的需求,基于LoRa无线通信技术,设计了γ辐射监测系统。该系统的主要功能包括数据采集、数据处理及数据传输,采用硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier,SiPM）闪烁体探测器进行数据采集,STM32单片机作为核心处理器对采集的数据进行处理、打包,由LoRa无线通信模块进行数据传输。针对可能存在的因复杂电磁环境、传输距离等因素导致监测系统断线及数据传输频繁时造成的区域内信道拥堵问题,设计了动态最优路径通讯算法,通过筛选中继节点,寻找最优重连路径以及实现数据发送的优先级分配。实际测试结果表明：闪烁体探测器测试辐射数据结果可靠,且基于LoRa的γ辐射监测系统数据传输稳定性达到99.57%以上。该系统具有组网灵活、传输距离远、成本低、拓展性强等优点,具有广泛的应用前景。     

磁约束聚变装置辐射监测系统概况

采用氘、氚燃料的核聚变反应会产生大量的中子、γ射线及活化产物等,对人员和环境的辐射安全产生影响。为了减小电离辐射带来的影响,需要准确掌握聚变装置核辐射场强度的时间与空间分布信息。世界上已建设的磁约束聚变装置,均根据其自身运行工况特点,建立了完整的核辐射监测系统来应对电离辐射带来的潜在影响。通过对磁约束聚变装置运行及维护期间辐射剂量的监测,获得实验场所与外围环境的电离辐射和放射性核素数据,为辐射安全防护管理提供数据支撑。基于对国内外磁约束聚变装置辐射监测系统的调研,本文归纳了此类装置主要的电离辐射源项及监测系统架构,进而介绍了磁约束聚变中子与γ辐射剂量的测量方法及常用探测器。最后综述了国内外核聚变装置辐射监测系统的研究状况,展望了未来核辐射监测系统的发展趋势与目标。     

核辐射环境增强现实应用发展初探

初步论述了增强现实技术在核辐射环境中的应用发展,首先阐述了增强现实的基本特性,分析了适用于核辐射环境应用的头部姿态跟踪、显示和人机交互等关键技术,描述了增强现实技术在核电站、辐射手套箱、反应堆等领域的应用发展现状,最后讨论了发展趋势和难点,并进行了总结。     

EAST托卡马克装置的核辐射监测系统

EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)现阶段D-D运行产生2.45 Me V聚变中子及次级核反应γ射线,为了解EAST运行期间辐射场的分布及强度,确保运行期间人员及环境的核辐射安全。针对EAST运行期间装置大厅内部存在较强的中子、伽马瞬变辐射场的特征,结合环境低本底辐射监测的需要,采用宽动态范围、快时间响应的场所辐射监测探测器,与高灵敏度、稳定性好的环境辐射监测探测器相结合的方式,围绕EAST装置布置13个辐射监测点,每点分别安装一台中子、伽马监测器。采用自行编写的Lab VIEW辐射监测软件进行数据采集,组建了一套EAST托卡马克装置的中子、伽马辐射剂量监测系统。该系统在2015年春季EAST实验中连续稳定运行了三个月,可靠性较高,获取了大量实验数据。监测系统满足EAST核辐射监测的要求,同时为后续开展聚变堆辐射安全与防护研究提供实验平台。     

基于脉冲波形采样技术的核辐射多参数测量系统

本文介绍了一种基于脉冲波形采样技术的核辐射多参数测量系统,包括系统特点、组成(硬件配置)、工作原理、实验数据及其分析等.与传统的常用核仪器相比,它可在一个平台上同时进行核辐射的多参数测量,而且可以通过软件编程随意开发出用户自定义的仪器,因此,在核辐射一般性研究,相关性分析,以及某些特殊任务中均显示出极好的应用前景.     

核辐射突发事件医学应急的现场救援及组织指挥原则

根据核辐射突发事件医学应急现场救援的具体任务和需要的处置力量,将其分为小规模核辐射突发事件、中等规模核辐射突发事件和大规模核辐射突发事件,并具体分析了各自的特点、危害、现场医学救援的任务和技术力量。重点针对＂脏弹＂恐怖袭击,介绍了现场医学救援的主要任务,以及污染控制和伤员救治的技术流程。为更好地执行核辐射事故现场医学救援任务,总结并提出了组织指挥中应该注意的几个原则,包括快速反应原则、剂量限值原则、防护最优化原则、权衡利弊原则,以及辐射监测、去污控污、伤员救治等核心任务的全流程贯穿原则等。     

基于北斗通信的应急环境辐射监测装置研制

近年来,环境辐射监测扮演了越来越重要的角色,目前使用的应急环境辐射监测装置通常基于数传电台进行远程通信,体积较大且受距离限制,因此设计了一款基于北斗通信的应急环境辐射监测装置,结合北斗卫星通信及定位技术、嵌入式技术、核辐射探测技术等实现实现了环境辐射在线监测。装置通过双G-M管探测器探测周围环境剂量率,通过北斗短报文通信模块将剂量率等信息发送给接收站。测试结果表明,该装置γ测量偏差在7个量程测试点都小于7%,稳定性好,北斗卫星通信成功率不低于80%,定位偏差小于100 m,适合用于应急环境辐射监测。     

基于串口通讯的远距离辐射监测系统的体系构成

提出了一种基于RS—232通讯的远距离辐射集散监测系统的体系构成。该集散测控系统的优点是体系构成简单、性能可靠;通讯距离远、覆盖范围大,适合于核辐射环境下应用。还讨论了构成该系统的主要硬件设备及通讯协议。     

核废物库吊车自动控制精确定位技术

田湾核电站11UKT厂房是放射性固化废物暂存库.操作人员在库房内直接操作吊车对废物桶进行吊装,受到核辐射,劳动强度大、精确性差.本文用激光测距仪、变频调速技术以及PLC为控制中枢的系统,对田湾核电站11UKT核废物库房吊车进行了技术改造.改造后,吊车的定位精度可达±2mm,操作计算机化,点击鼠标即可完成定位过程,减轻了操作员的工作量,避免了超剂量核辐射.     

堆舱可见光-红外监测样机核辐射下成像研究

在北京大学4.5 MV静电加速器上,通过氘离子束流轰击厚铍靶产生中子与γ射线来模拟堆舱的核辐射环境。在此环境下,考验了堆舱可见光-红外监测样机的CCD可见光成像机芯、热敏电阻型红外成像机芯以及睿星CMOS、CCD成像器件在辐射环境下的成像性能。实验结果表明:热敏电阻型红外热成像器件的抗核辐射性能优于CCD、CMOS成像器件且适合在堆舱环境中使用;CMOS成像器件的抗辐射性能优于CCD器件,在堆舱中应采用抗核辐射加固的CMOS成像器件作为可见光成像器件;为确保整机运行可靠,还应对控制电路作抗核辐射加固。     

核爆炸的核监测技术的发展

本文阐述了核电子学与核探测技术学科中的一个重要专业分支——核爆炸的核监测技术的内涵和范围,介绍并分析了核爆监测及核辐射监测的技术要求特点和发展现状。     

基于ZigBee技术辐射检测无线报警仪的设计

介绍了基于Zig3ee技术的辐射检测无线报警仪的设计.仪器由G-M管、稳压模块、高压模块、信号整形电路、单片机和ZigBee模块等部分组成,成功实现了对相关核辐射环境实验室的辐射监测,并给出了仪器的主要特性指标.     

γ相机的发展和应用

本文调研了国内外已商业化的γ相机,介绍γ相机的发展历史,对国内外γ相机的发展、研究和应用状况进行分析和总结。γ射线成像技术是一种符合ALARA原则的核辐射监测技术,随着核电子学技术的发展,γ相机必将在辐射监测方面得到广泛的应用。     

一种采用TIM测量原理的智能探头在环境γ辐射监测中的测量和报警统计特性

芬兰RADOS公司研制的RD-02型智能探头,是一种用GM计数管作传感器、用脉冲时间间隔法（TIM）监测γ、χ辐射剂量率的探头。本文着重对这种智能探头在环境γ、χ辐射剂量率监测中的测量和报警统计特性作了分析计算,并指出了该探头用于环境γ辐射剂量率监测时应当注意的几个问题。本文还建议在核辐射测量及其应用方面对采用时间间隔法予以关注和研究。     

核电站风险监测系统数据库的设计和实现

风险监测系统是一种能辅助和优化核电站运行和维修决策的实时风险在线分析工具.数据库作为风险监测系统的重要部分,是分析计算工作的基础,而且其涉及数据量大、数据关系复杂、使用对象广泛,因此其设计和实现是风险监测系统的关键环节之一.本文采用了面向对象关系设计模式进行了数据库设计,并介绍了在数据库实现中面临的一系列问题和为解决这...     

HJ9000核辐射环境监测车

核辐射环境监测车是核电站运行的必备外围监测设备,它可以对核电站周围不同方向不同地点进行流动监测,并能对某些感兴趣点随时随地进行采样监测.本文介绍了核辐射环境监测车的基本配置、应用领域及当今的发展趋势.并详细介绍了HJ9000核辐射监测车的设计思想、基本功能和主要技术指标.并着重论述了该车采用卧式弹簧减震的实验与数据.计算机做总控单元的特点及丰富的软件资源.     

基于虚拟仪器的核电站松脱部件监测系统

采用LabVIEW为开发平台,集虚拟仪器技术、设备组态图形化技术和数据库管理技术于一体,实现了反应堆压力容器和蒸汽发生器松脱部件的在线实时监测.该监测系统在核反应堆松脱部件模拟试验装置上进行了试验验证,实现了松脱部件监测的基本功能.     

一种新型低功耗便携式核辐射检测仪

介绍了基于单片微机技术的便携式核辐射检测仪,它是由核辐射探测器、CMOS电路和单片微机系统等组成的低功耗、高性能、多用途、多功能的辐射检测仪器。对其功能、组成和特点等有关问题进行了讨论,并说明其软硬件设计思想。     

关于国内首次采用遥控机械设备处置辐照卡源故障

介绍了国内利用核技术和自动化技术相结合,首次采用有线遥控机械设备处置辐照卡源故障.从辐照装置卡源后发生自燃及其爆炸的可能性,分析了对环境造成的影响.在高辐射场强下;利用遥控机械设备实现了信息、控制、机械、材料、核辐射与核技术等多学科技术联合攻关,取得了人机结合及机器人协调作业在工程中可靠应用等多项技术创新.     

基于AVR单片机与USB接口的高速多道核数据采集系统

介绍了多个探测通道组成的多道核数据采集系统,对4 MeV静电加速器核辐射进行监测防护.各个通道采用AVR单片机ATmega128作为主控制器,通过基于CH375构成的USB接口实现数据传输.经实验测试,该系统采集速度快,死时间小,计数率高.其探头部分在更换相应的探测传感器和稍作参数调整后,便可同时探测分析γ、X和快中子等不同的放射性辐射,适用于作为大范围场地的辐射监测系统.