Исследование и разработка информационно-измерительной системы мюонного томографа

• Автор: Плотников, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание

Список условных обозначений и сокращений

Введение

Глава 1. Физические принципы функционирования и элементы мюонного томографа

1.1 Структура мюонного томографа

1.1.1 Система трековых детекторов мюонного томографа

1.1.2 Высоковольтный источник питания БПВ-

1.1.3 Усилитель сигналов с дрейфовых трубок СГОТК.-

1.1.4 Модуль регистрации сигналов У-

1.1.5 Модуль управления регистрирующей электроникой У-

1.1.6 Одноплатный компьютер
1.2 Трековые детекторы
1.3 Поток мюонов
1.4 Программное обеспечение экспериментальных установок в физике
высоких энергий
1.4.1 Цели и задачи системы сбора данных
1.4.2 Структура системы сбора данных
1.4.3 Система мониторирования, контроля и визуализации
1.4.4 Средства взаимодействия процессов, модулей
1.5 Постановка задачи разработки информационно-измерительной
системы мюонного томографа
Выводы по главе
Глава 2. Методы регистрации сигналов и обработки данных в задачах мюонной томографии
2.1 Взаимодействие мюона с веществом
2.2 Рабочего напряжение газонаполненных трековых детекторов
2.3 Усиление, формирование и регистрация сигнала
2.4 Триггерный и бестриггерный режимы регистрации сигналов
2.5 Принципы реконструкции треков
Выводы по главе
Глава 3. Выбор и формирование алгоритмов обработки и реконструкции данных
3.1 Алгоритм сбора данных
3.2 Алгоритм определения рабочего высокого напряжения
3.3 Алгоритм кластеризации
3.4 Алгоритм распознавания треков
3.5 Реконструкция треков и томографического изображения
Выводы по главе
Глава 4. Разработка информационно-измерительной системы мюонного томографа
4.1 Архитектура программного обеспечения
4.2 База данных экспериментов
4.3 Графический интерфейс программного обеспечения
4.4 Реализация подсистемы контроля работы мюонного томографа
4.5 Экспериментальное исследование возможности обнаружения
различных объектов мюонным томографом
4.5.1 Сцена с свинцовым блоком
4.5.2 Сцена контейнера с обедненным ураном в свинцовой
обкладке
4.5.3 Сцена имитации строительной конструкции с полостью
4.5.4 Сцена с скрытым объектов под стальными трубами
4.5.5 Сцена с скрытым объектом под массивной стальной защитой.
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Список условных обозначений и сокращений
FIFO First-In-First-Out, способ организации и манипулирова-
ния данными, в котором элементы вычитываются/обрабатываются в порядке очереди поступления VME VersaModule Eurocard bus - стандарт на компьютерную

АЦП Аналого-цифровой преобразователь
БД База данных
ВЦП Время-цифровой преобразователь
ДТ Дрейфовая трубка
ИИС Информационно-измерительная система
КИ Космическое излучение
МИСС Многоканальная информационная скоростная (быстро-
действующая) система ПЛИС Программируемая логическая интегральная схема
ПО Программное обеспечение
ССД Система сбора данных
ФГБУ ГНЦ Федеральное государственное бюджетное учреждение
ИФВЭ Государственный научный центр Российской Федера-
ции - Институт физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт»
ЭВМ Электронно-вычислительная машина

На рис. 1.12 приведен график вариации потока по годам (1965 год принят за 100%) [46]. Можно видеть, что характерные вариации составляют ~ ±10%. Заметный провал в районе 1991 года связан с периодом гиперактивности Солнца.
Вариации мюонного потока в зависимости от времени суток (рис. 1.13) весьма незначительны [47] и могут не приниматься во внимание. Они связаны с потоком солнечного ветра, который содержит очень малое количество высокоэнергетических протонов, которые могут привести к появлению вторичных мюонов.
1950 1955 1969 1965 1970 1975 19S0 1985 1990 1995 2

Рис. 1.12 - Вариация интенсивности КИ по годам