0 引言

    核電子學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、核物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、放射醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)和職業(yè)培訓(xùn)，都要求投入大量資金用于購(gòu)買(mǎi)放射源和探測(cè)器^[1-3]。例如高純鍺探測(cè)器，雖然我國(guó)在研制高純鍺探測(cè)器方面已取得一定進(jìn)展，但是還不能達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上使用的大部分高純鍺輻射探測(cè)器需要向ORTEC公司采購(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年進(jìn)口高純鍺探測(cè)器數(shù)百臺(tái)，價(jià)值數(shù)億元。其次，電離輻射技術(shù)在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，然而它是一把雙刃劍，如果長(zhǎng)時(shí)間接觸核輻射，可能吸收不必要的輻射劑量。人類(lèi)應(yīng)該利用電離輻射造福人類(lèi)，并盡量避免和減少電離輻射可能引起的對(duì)人的健康危害^[4]，所以輻射防護(hù)措施是必要的。由于電離輻射看不見(jiàn)，摸不著，無(wú)色無(wú)味的特點(diǎn)，容易讓人忽視它的存在，給輻射防護(hù)帶來(lái)一定的困難。

    針對(duì)以上問(wèn)題，本文通過(guò)上位機(jī)軟件、嵌入式軟件和硬件電路，開(kāi)發(fā)虛擬放射源系統(tǒng)。FPGA運(yùn)算處理能力強(qiáng)以及可以無(wú)限次編程，適合處理數(shù)據(jù)。通過(guò)Qt軟件實(shí)現(xiàn)了歸一化、脈沖幅度信號(hào)產(chǎn)生。通過(guò)Quartus II軟件與硬件電路協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了脈沖堆積、直接數(shù)字合成、特定脈沖信號(hào)產(chǎn)生。通過(guò)以太網(wǎng)模塊與上位機(jī)模塊之間進(jìn)行通信。本文試圖把該系統(tǒng)做好使之能夠代替實(shí)物放射源和探測(cè)器，從而節(jié)省放射源和探測(cè)器的購(gòu)買(mǎi)成本、放射性管理和輻射防護(hù)的投入，提高學(xué)習(xí)和培訓(xùn)效率。

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作者信息:

鄒風(fēng)華，王  柱，錢(qián)秋妃，徐躍明，董俊岐

(武漢大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢430072)