Doorgaan naar hoofdnavigatie Doorgaan naar zoeken Ga verder naar hoofdinhoud

Self-sustained operation of radiation detectors based on embedded signal processing

Elena Talnishnikh, Lucia Paganini, Jan Stegenga, Han Limburg, Heinrich Wörtche

Onderzoeksoutput: Contribution to conference proceedingAcademicpeer review

Samenvatting

Stralingsdetectoren die langdurig stabiel zijn, zichzelf in stand houden en weinig stroom verbruiken, zijn van cruciaal belang voor milieumonitoring op lange termijn (bijv. het opruimen van kernafval en mijnbouwactiviteiten) en bieden verbeterde toepassingen van nucleaire fingerprinting, bijv. in de landbouw en geologisch onderzoek. INCAS3 ontwikkelt een compact modulair systeem dat bestaat uit vier functionele modules, namelijk analoge conditionering en digitalisering van het signaal, deadtimevrije real-time signaalverwerking, ingebouwde analyse op hoog niveau van het verwerkte signaal en draadloze communicatie. De modules zijn zo georganiseerd dat ze onafhankelijk van elkaar kunnen worden uitgewisseld en aangepast. Voor de ingangsmodule kan een ADC-bemonsteringsfrequentie worden gekozen van 100 MHz met 14-bits precisie of 1 GHz met gereduceerde precisie (10-bits). De belangrijkste focus van het signaalverwerkingsgedeelte, gebaseerd op een FPGA, ligt op het leveren van dead-time-vrije signaalverwerking in real-time. Andere nuttige functies zoals basislijncorrectie, pulsvormanalyse (energie, verval en aankomsttijd) worden ontwikkeld als (VHDL) bibliotheekfuncties. Aanvullende modules, zoals afwijkingsdetectie in het binnenkomende signaal, ophopingscorrectie bij hoge snelheden en geavanceerde signaalvormverwerking, kunnen desgewenst worden opgenomen in de verwerking en kunnen worden toegepast om de informatie autonoom te genereren nodig om de sensorparameters te regelen en de energiespectra en gevoeligheid te stabiliseren. Momenteel gebruiken we het systeem in combinatie met anorganische scintillatoren (NaI, CsI) die worden uitgelezen door een fotomultiplicator om een systeem te ontwikkelen dat nucleaire besmettingen in natuurlijke omgevingen op lange termijn kan kwantificeren. De onderliggende technologie is gebaseerd op het detecteren van natuurlijke of antropogene gammastraling en het genereren van overeenkomstige energiespectra in realtime. De gegenereerde spectra worden op een standaard manier geanalyseerd door een geschikte desktop software in een laboratorium of, zoals beschreven in dit werk, door de ENSA (Embedded Nuclear Spectra Analyzer) kaart. ENSA geeft de nucliden activiteitsconcentraties van de onderzochte gammabron in real-time en in het veld. De analyse, gericht op nucleaire fingerprinting, is gebaseerd op een Full Spectrum Analysis methode ontwikkeld door Medusa Systems BV. Deze analyse wordt meestal uitgevoerd voor de natuurlijk voorkomende radionucliden: Kalium (40K), Thorium (232Th) en Uranium (238U), maar kan in potentie elke andere nuclide meenemen. Door de gegevensanalyse in het sensorapparaat te integreren, ontstaat een volledig geïntegreerd systeem. Uitgerust met een lokale gebruikersinterface wordt het apparaat een draagbaar systeem dat zeer nauwkeurige feedback geeft in het veld. Met draadloze communicatie wordt een zelfvoorzienend systeem gecreëerd dat langdurig stabiel werkt voor omgevingsmonitoring. © 2013 IEEE.

Originele taal-2English
TitelProceedings 2013 3rd International Conference on Advancements in Nuclear Instrumentation, Measurement Methods and their Applications (ANIMMA)
Plaats van productieMarseille
UitgeverijInstitute of Electrical and Electronics Engineers
Aantal pagina's6
ISBN van elektronische versie978-1-4799-1047-2
DOI's
StatusPublished - 2013
Extern gepubliceerdJa

Publicatie series

Reeks2013 3rd International Conference on Advancements in Nuclear Instrumentation, Measurement Methods and Their Applications, ANIMMA 2013

Keywords

  • nucleaire vingerafdrukken
  • milieutoezicht
  • modulair systeem
  • realtime analyse
  • zelfvoorzienende werking
  • signaalanalyse

Vingerafdruk

Duik in de onderzoeksthema's van 'Self-sustained operation of radiation detectors based on embedded signal processing'. Samen vormen ze een unieke vingerafdruk.

Citeer dit