基于双阈值微分峰检测的宽量程比例计数器中子测量补偿算法

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：A Compensation Algorithm Based on Dual-Threshold Differential Peak Detection for Wide-Range Neutron Measurement With Proportional Counters

　　**摘要：**在反应堆源量程中准确测量中子通量对于反应堆平稳成功启动至关重要。源量程中的中子通量跨越五个数量级。使用比例计数管进行测量时，为最小化低中子通量水平的误差，要求中子灵敏度大于20 cps/(n·cm?2·s?1)。然而，在高通量水平下，脉冲堆积现象会导致测量精度下降。为确保源量程内准确测量中子通量，本文提出了一种具有双阈值和差分峰值检测的脉冲处理方法，适用于宽范围中子测量。对不同脉冲计数率范围采用不同的阈值幅度，并通过使用差分值搜索脉冲峰来进行脉冲甄别。最后，对脉冲计数率进行修正以减轻脉冲堆积效应。通过实验测试验证了该算法的适用性，结果表明该脉冲处理方法能够抑制10?–5×10? cps高通量范围内的脉冲堆积效应，同时满足中子灵敏度要求，将脉冲计数率的线性范围扩展至5×10? cps，并提高了整个源量程内中子测量的精度。因此，所提出的脉冲处理算法适用于堆外中子测量的源量程，能够提供可靠的测量结果以确保反应堆启动。**引言：**堆外核测量仪表通常包括三个测量范围：源量程、中间量程和功率量程。源量程中的中子通量测量范围从0.14到 n·cm?2·s?1（对于高温气冷堆而言），探测器通常采用镀硼比例计数管、He-3比例计数管或BF?比例计数管。这些探测器通过输出脉冲信号的计数率来表征所测量的中子通量。源量程对应于反应堆启动阶段，其中中子通量覆盖中子通量范围的下端。为确保可靠测量，要求探测器的中子灵敏度大于20 cps/(n·cm?2·s?1)。然而，源量程也与中间量程重叠，导致中子测量范围跨越五个数量级。由于典型比例计数管的脉冲宽度约为微秒级，在高通量水平下过高的脉冲计数率通常会导致脉冲堆积现象，从而降低高通量区域的测量精度。