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在环境保护中高能辐射污染监测的研究与意义

作　者: 王相杰
导　师: 吕运朋；杨全玖
学　校: 郑州大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 辐射监测 ATmega128单片机 处理数据 超大量数据通信 质量控制
分类号: X837
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着当今人类社会的不断进步和科学事业的不断发展,以及放射性核素的广泛应用,越来越多的人们认识到放射性对机体造成的损害随着放射照射量增加而增大。由高能放射性辐射引起的环境问题和社会问题已越来越突出。放射性辐射在联合国人类环境保护会议上被列为造成公害的主要污染之一,我国颁布的中华人民共和国环境保护法也把它作为环境污染要素。但是在国际放射防护委员会(ICRP)1977年第26号出版物中提出放射防护的三原则指导下,当任何放射实践,对人群和环境可能产生的危害比起个人和社会从中获得的利益应当是很小的时候,所进行的放射性工作就是正当的,是值得进行的。要有效预防和治理高能辐射污染,就必须有对高能辐射的程度进行定量判断,也就是必须对高能辐射进行计量监测。全天候不间断的实时动态探测计量是这种监测的主要特征。建立具有高速处理数据和超大量数据通信能力的探测系统,是这种监测遇到的关键问题。目前对高能辐射的常用方法效果粗劣,不可靠性巨大。解决不了全天候连续精准探测的问题。尤其对于连续变化而且动态变化很大的高能辐射监测环境不能适用。γ射线辐射属于高能辐射污染,是当今最广泛的一种放射性污染。γ射线高能辐射监测系统在其它所有各种不同射线的辐射监测系统中具有典型的代表性。本文主要对射线完高能辐射污染监测系统进行整体的分析与设计。完成以ATmega128单片机为核心的高速处理数据和超大量数据通信的Y射线高能辐射测量。建立监测数据统计控制平台,并设计监测数据可靠性质量评估数学模型,实现对监测数据的可靠性进行质量控制。本文设计γ射线高能辐射监测系统数据采集速率可达到5MS/S,数据传输速率达到1Mbit/S。无论从测量精度还是通信能力上都解决了对高能辐射全天候连续精准测量监测的问题。而且只要把这种监测系统的探头跟据被探测射线的种类不同稍做改变,整体系统即可适用所有各种不同射线的辐射监测。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 对高能放射性辐射环境监测的意义  10-13
    1.1.1 高能放射性辐射污染的产生和发源  10-12
    1.1.2 高能放射性辐射污染的危害  12
    1.1.3 课题研究的意义  12-13
  1.2 高能辐射防护原则及有关规范  13-14
    1.2.1 放射实践的正当化  13-14
    1.2.2 放射性防护的最优化  14
    1.2.3 个人剂量限制  14
  1.3 本课题研究的主要内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
2 在加速器环境中的г高能辐射污染监测  16-22
  2.1 г高能射线辐射污染的监测方法  16-18
    2.1.1 探测系统的组成  16
    2.1.2 程控放大电路的设计  16-17
    2.1.3 多道分析器的设计  17-18
  2.2 对静电加速器辐射污染环境监测原理  18-21
    2.2.1 监测端的分布  19-20
    2.2.2 系统结构及原理  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 探测通道的原理图  22-25
  3.1 г射线探测通道  22
  3.2 采样峰值保持电路  22-23
  3.3 上位机可视化编程的界面及图形显示  23-24
  3.4 本章小结  24-25
4 ATMEGA128控制的多道脉冲幅度分析系统  25-36
  4.1 ATMEGA128单片机工作原理及其特点  25-27
    4.1.1 采用AVR单片机系列的优越性  25
    4.1.2 ATmega128单片机时序分析  25-26
    4.1.3 ATmega128控制系统的结构原理  26-27
  4.2 程控放大电路  27
  4.3 峰值保持与高速模数转换电路  27-29
  4.4 全能峰测量  29-30
  4.5 能量刻度标定  30-31
  4.6 以AD9220为核心的高速AD转换电路  31-32
  4.7 AD9220的工作原理  32-33
  4.8 AD9220模数转换电路设计  33-35
  4.9 本章小结  35-36
5 ATMEGA128控制CH375接口构成的高速通信电路  36-43
  5.1 系统硬件设计  36-39
  5.2 USB接口软件设计  39-42
  5.3 本章小结  42-43
6 г辐射防护监测系统中监测质量的统计控制  43-49
  6.1 具备实施统计控制的基本条件  43-44
  6.2 统计控制原理  44-45
  6.3 控制图法的实现  45-48
  6.4 本章小结  48-49
7 全文总结  49-50
参考文献  50-52
致谢  52-53
研究生期间发表论文  53

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境质量评价与环境监测 > 环境监测 > 放射性污染、电磁污染监测
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