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龙图腾网获悉散裂中子源科学中心申请的专利一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115881234B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211581640.7，技术领域涉及：G16C10/00；该发明授权一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法是由殷伟刚;刘洪斌;赵豫斌;孙志嘉;周健荣;唐彬;修青磊;王艳凤;周晓娟;杨桂安;许虹;陈少佳;骆宏;曾莉欣;于莉;任佳义;肖亮;王修库;沈培迅;关北菊;庄建;李嘉杰;滕海云;徐俊;胡磊;周科;邱勇翔;廖礼江;王晓庄;赵东旭设计研发完成，并于2022-12-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法，分别获得单次粒子击中的总脉冲幅度随机分布函数、中子击中探测器的时间间隔随机分布函数和中子击中3He管的随机位置分布函数；本发明根据总脉冲幅度随机分布函数、中子击中探测器的时间间隔随机分布函数和中子击中3He管的随机位置分布函数构建3He管两端信号的数字波形脉冲，再将数字波形脉冲通过两路DAC转化为真实的两路脉冲信号输出；并且，该两路脉冲信号源是能够包含位置分辨3He管中子探测器进行中子探测的能量、时间、位置分布信息的仿真信号源。本发明将十分有助于相应读出电子学的开发，特别是在位置测量算法优化和位置测量精度校准等领域有着重要作用。

本发明授权一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法在权利要求书中公布了：1.一种位置灵敏的3He管中子探测器仿真信号的产生方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1，分别获得单次粒子击中的总脉冲幅度随机分布函数、中子击中探测器的时间间隔随机分布函数和中子击中3He管的随机位置分布函数； 步骤2，根据所述总脉冲幅度随机分布函数、所述中子击中探测器的时间间隔随机分布函数和所述中子击中3He管的随机位置分布函数构建3He管两端信号的数字波形脉冲； 步骤3，将数字波形脉冲通过两路DAC转化为真实的两路脉冲信号输出； 在步骤1中，所述总脉冲幅度随机分布函数获取方法包括：中子击中3He管探测器后产生的电荷量与中子能量成正比，探测器采用电荷灵敏前置放大器，其输出脉冲幅度与输入电荷量成正比；其中，3He管探测器两端信号的总脉冲幅度分布即代表了中子的能量分布，通过特定的中子能谱可以推算出中子击中3He管所产生的总脉冲幅度分布函数，通过特定中子能谱获得中子能量分布函数的具体操作如下： 假设要模拟的中子能谱共分为M道，分别为0到M-1道，各道的计数为N0到NM-1,那么中子的能量在X道的概率为： ； 落在[0,X]道的之间的概率分布为： ； 在步骤1中，所述中子击中探测器的时间间隔随机分布函数获取方法包括： 其中，核事件可以被认为独立无关，在给定计数率下，单位时间内击中探测器的中子个数满足泊松分布，按照泊松分布，在时间ΔT内出现n个中子的概率为： ； 其中，即为所述中子的平均计数率，中子出现的时间间隔即脉冲的时间间隔服从平均值为的指数分布，则由指数分布可以获得所述脉冲信号时间间隔t的随机分布函数为： ； 在步骤1中，所述中子击中3He管的随机位置分布函数获取方法包括： 中子击中3He管的随机位置分布函数的方法与所要模拟的场景有关，通常在电子学测试的场景中，最常用的是中子击中位置均匀分布，或者准直中子单点击中，这两种情况下可以直接根据分布数学性质得到随机位置分布函数；对于均匀分布的位置分布，假设3He管的有效长度为L，那么中子击中3He管的位置的分布函数为： ； 在步骤2中，构建3He管两端信号的数字波形脉冲的方法包括： 已知脉冲信号幅度随机分布函数为y＝Fx，因为真实世界概率不可能为负，分布函数Fx总是单调递增的，那么y＝Fx必然存在反函数，即可以利用y来获得x；对于参数x的抽样可以替换为对[0,1]之间的均匀分布的随机数y的抽样，再通过反函数获得x的抽样值； 在FPGA中通过线性反馈移位寄存器LSFR法抽样得到一个均匀分布的32位随机数Y1,那么必然存在一个X1使得的： ； 在FPGA中设置好查找表，通过均匀分布所计算Y1获得的X1即为此次产生的总脉冲幅度随机数，采用类似方法获得核脉冲时间间隔随机数和中子击中位置随机数； 在单次中子击中事件中，3He管两端的信号幅度与总电荷及粒子击中位置有关，假设3He管有效长度是，中子入射位置距离A端是，这一段长度的阳极丝所对应的电阻是，这一段所对应的阳极丝的电阻是；当中子入射到3He管位置处时，与3He气体反应产生质子和氚核，质子和氚核在运动过程中产生电子，电子在电场作用下向阳极丝移动，移动过程中发生雪崩放大，到达阳极丝的电荷以脉冲电流形式向3He管两端移动；两电流方向相反，电流大小分别为、，与各自流过阳极丝电阻的大小成反比，即，；电流、分别从左右两端流出3He管后进入下一级的放大电路等电子学部分，最后数据获取系统读出两电流对应的电量值、； 3He管左右两侧的电子学系统对电流的放大倍数相同，即，，则有，由于阳极丝阻值与长度成正比关系，转化即得到入射位置关系式： ； 同时由于两端前置放大器输出的电压UA和UB正比于QA和QB，那么两端的电压与总电压的关系如下： ， ； 通过上述计算式，可以根据幅度分布随机数和击中位置随机数获得需要模拟的3He管两端信号的幅度，结合脉冲时间间隔随机数就可以分别模拟合成3He管两端的数字脉冲信号。

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