สาขาวิศวกรรมและเทคโนโลยี

ET06: ดิสคริมิเนเตอร์ชนิดตอบสนองเวลาช่วงสั้นแบบประหยัดสำหรับนับพัลส์นิวเคลียร์

* โอภาส อิสสระชัย และสุวิทย์ ปุณณชัยยะ
ภาควิชานิวเคลียร์เทคโนโลยี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ถนนพญาไท แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330
โทรศัพท์ 0 22 18 6773 โทรสาร 0 2218 6780 E-Mail: fnespn@eng.chula.ac.th

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาดิสคริมิเนเตอร์ชนิดตอบสนองเวลาช่วงสั้น (fast discriminator) แบบประหยัด แต่มี ความสามารถคัดเลือกสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์ในระดับนาโนวินาที สำหรับใช้ร่วมกับระบบนับโฟตอนชนิดตอบสนองเวลา ช่วงสั้น อุปกรณ์ดิสคริมิเนเตอร์ที่ออกแบบขึ้นประกอบด้วย วงจรเปรียบเทียบแรงดันสัญญาณชนิดตอบสนองเวลาช่วงสั้น ซึ่งเลือกใช้วงจรสำเร็จรูปเบอร์ ADCMP601 วงจรโมโนสเตเบิลซึ่งรักษาคาบเวลาสัญญาณพัลส์ลอจิกทางออกด้วยการ หน่วงเวลาตามคุณลักษณะของเกตลอจิก และวงจรขับสัญญาณทางออก ผลทดสอบการทำงานพบว่าอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้น สามารถคัดเลือกขนาดสัญญาณที่มีความกว้างพัลส์ 20 ns (FWHM) ในช่วงความสูงพัลส์ 0-5 V ให้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R 2) ระหว่างระดับคัดเลือกและขนาดสัญญาณเป็น 0.998 สามารถรับอัตรานับพัลส์ได้มากกว่า 10 MHz โดยคาบเวลา สัญญาณพัลส์ลอจิกทางออกที่ 30 ns มีความเสถียรสูงและสามารถขับวงจรที่มีอิมพีแดนซ์ทางเข้าต่ำถึง 50 W นอกจากนี้ ้ยังพบว่าการส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์นับพัลส์ จะต้องระวังเรื่องการหยุดยั้งสัญญาณสะท้อนที่อาจจะส่งผลให้การนับผิดพลาด

คำสำคัญ : ดิสคริมิเนเตอร์ การนับพัลส์นิวเคลียร์ พัลส์ระดับนาโนวินาที การคัดเลือกขนาดสัญญาณ

ET06: An Economical Fast Discriminator for Nuclear Pulse Counting

* Opas Issarachai , and Suvit Punnachaiya
Department of Nuclear Technology, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University
Phone: 0 2218 6773, Fax: 0 2218 6780, E-Mail: fnespn@eng.chula.ac.th

Abstract

This research work was aimed to develop a fast discriminator at low cost but high capability for discrimination a nanosecond nuclear pulse. The fast discriminator can be used in association with fast photon counting system. The designed structure consisted of the ultra-fast voltage comparator using ADCMP601 integrated circuit, the monostable multivibrator with controllable pulse width output by propagation delay of logic gate, and the fast response buffer amplifier. The tested results of pulse height discrimination of 0-5 V nuclear pulse with 20 ns (FWHM) pulse width showed the correlation coefficient (R 2) between discrimination level and pulse height was 0.998, while the pulse rate more than 10 MHz could be counted. The 30 ns logic pulse width output revealed high stable and could be smoothly driven to low impedance load at 50 W . For pulse signal transmission to the counter, it was also found that the termination of reflected signal must be considered because it may cause pulse counting error.