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    参考文献 16

    致谢 17

    1  绪论

    1.1  研究背景及意义 

    随着现代科技的进步和社会经济的发展，我们在医疗卫生、种植育种、空间探测、矿藏开发、新能源开发、军事活动等等诸多生产生活活动中越来越多地直接地、间接地同电离辐射联系在一起。而像前苏联的切尔诺贝利事件、日本的福岛核电站泄露，则无疑给我们敲响了警钟。那么，如何监测和防护电离辐射对我们当下及未来发展有着极其深远的影响。作为电离辐射防护的重要一环，电离辐射监控则是确保涉核工作安全平稳进行的坚实护盾。

    电离辐射监控技术是一种综合性很强的技术，是集核探测技术、电子电器技术自动化技术、仪器仪表技术、信息通讯技术、计算机微处理技术等多种领域技术于一体的综合性技术的呈现，具有强现场性、数据搜集迅速、高自动化、直观性等特点，因而可以很好地实现对电离辐射的无人化自动化监控。

    研究好、发展好辐射监控技术就可以为医疗卫生、种植育种、空间探测、矿藏开发、新能源开发、军事活动等等诸多生产生活活动提供有力保障，为维护社会长治久安、有效发展提供便利。

    1.2  国内外发展现状

    1949年当α粒子轰击锗半导体点接触型二极管产生脉冲电流为人所发现，十年后首个金硅面垒型探测器被制作出来。自20世纪60年代，首次试验成功锂漂移型半导体探测器，半导体探测器以其能量分辨率高、线性度好、相应快、型号多样的优势而异军突起，被广泛地应用到各类辐射探测工作中。从半导体探测器的制作工艺的不同可以分为四大类：（1）最早发展的漂移型半导体探测器；（2）早期核物理应用极为广泛的面垒型半导体探测器；（3）离子注入表面钝化硅探测器则算是后起之秀；（4）高纯锗半导体探测器在近几年趋于完善[ ][ ]。

    虽然在形式上，它们千差万别，但是它们大部分都要求的液态氮的环境温度下才可以正常工作和维护保存。对此，我们一方面在探索有效的制冷方式，另一方面则是对能够适应常温的探测器进行优化改进。半个世纪的探索研究表明，适应常温的集低温型的优良的分辨率和闪烁晶体型的高效率于一身的半导体探测器是理想的辐射探测器，同时其形态、功能更加人性化。

    1.3  研究任务及目标源'自:优尔-'论.文'网"]www.youerw.com

    本课题的研究任务是设计一套基于无线传感网络的电离辐射实时监控及成像系统装置，根据辐射能量的强弱与转换的电脉冲的最大幅值成正比的原理，通过对电脉冲信号的获取与处理实现电离辐射能量的收集。对探测器输出信号先进行模拟处理，然后进过数字化处理，最终得到其各采样点的能量计数，将能量计数通过无线传感网络集中到PC上位机实现对各采样点的定位、数据存储以及对整个采样空间中存在的特征辐射的空间分布的实时成像。

    本课题在研究和设计一套基于无线传感网络的空间电离辐射计量实时监控成像系统的同时，需要实现以下目的：

    1、探测器信号的模拟处理。包括信号滤波、抑制噪声、信号放大等。

    2、高速、高分辨率的A/D数据采集。对成形放大后的模拟信号量化成数字信号，在高采样率，高分辨率采集系统中确保数据的正确性。

    3、51单片机支持的无线传感网络，对采样点进行实时控制。

    4、在PC上位机上用Matlab软件处理收集的采样信号，形成空间辐射强度分布三维图像。

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