托卡马克空间等离子体硬X射线辐射强度和能谱空间分布测量系统的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11575184
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    73.0万
  • 负责人：
    阴泽杰
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    A2903.等离子体诊断技术
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In Tokamak plasma diagnostic study, in order to meet the requirements for Hard X-ray measurement with better temporal and spacial resolutions for fast electron characteristic analysis, We search for a novel real-time diagnostic system for Hard X-ray energy spectrum and intensity measurement, which has novel compact multi-channel detector array and custom digital pulse processing system for X-ray spectroscopy based on novel multi-channel parallel pipeline real-time data processing methods in FPGA. The possible application of new type Silicon Photomultiplier and LYSO scintillator will be studied, as well as a multi-channel pre-amplifier with short pulse shaping time; Signal disposal methods、pulse digitization processing、digital filtering、Campbell method、pulse shape recognition and other special algorithm for pulse processing will also be studied, we aim to reduce or eliminate the adverse effects on measurement accuracy from baseline drift、crosstalk、noise and spurious radiated interference and others, we try to realize the capability of real-time measurement with both good spacial resolution and energy resolution and offer a new technical approaches for Tokamak Hard X-ray diagnostic and fast electron characteristic study.
在托卡马克等离子体诊断研究中，针对通过硬X射线的空间分布能谱测量和强度测量进行高能量电子特性分析的需求, 探索一种具备多通道阵列化的同时具备实时能谱测量和辐射强度测量的新型探测系统和基于FPGA的多路并行流水线型实时在线数据处理新方法；探索新型固体硅光电倍增管和新型闪烁探测器阵列在该领域的应用、新型前置放大器阵列；以及探索研究信号调理方法、波形数字化处理、数字滤波、坎贝尔积分、脉冲波形识别等多种数据处理的特殊算法，降低或消除诸多不利因素如基线漂移、串扰、噪声及杂散辐射干扰等等对测量精度的影响，力求实现同时具备实时测量特性和好的空间分辨和能谱分辨能力，为托卡马克装置中高能量电子的测量研究提供一条新的技术途径。

结项摘要

在该项托卡马克等离子体硬X射线空间分布的能谱测量和强度测量的研究中, 我们提出了一种新的等离子体能谱和强度空间分布测量方法；我们采用粒子输运模拟软件Geant4，进行了系统的理论分析和Monte Carlo模拟，提出并构建了基于硅酸钇镥闪烁晶体（LYSO）和 硅光电倍增管 (SiPM, Silicon Photomultiplier)的新型硬X射线探测器，以及多通道探测器所组成的阵列结构，同时设计研制了系统的聚焦屏蔽单元；研究并实现了与该前端探测器阵列相匹配的前置放大器阵列；设计并实现了基于FPGA和高速ADC（250M，12bit）的数字化脉冲处理电子学实时信息处理系统；实现了高速数字化多路并行的流水线实时处理技术、在FPGA中实现粒子脉冲波形甄别算法、能谱测量实时处理算法、ADC积分非线性修正算法；研究并实现了Campbell积分算法，研制出了系统运行的软件系统，通过实验室的各项技术指标测试、模拟测试和在HL-2A装置上的现场实际测试，最终实现了阵列化新型托卡马克装置硬X射线（10keV~200keV）空间分布的能谱测量和强度测量，达到了预期目标。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
用于HL-2A装置的新型硬X射线探测器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    核技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵艳凤;范伟伟;袁晨;蒋春雨;孙姗;张伟;阴泽杰
  • 通讯作者：
    阴泽杰
Research on the phase adjustment method for dispersion interferometer on HL-2A tokamak
HL-2A托卡马克色散干涉仪相位调整方法研究
  • DOI：
    10.1088/2058-6272/aaaa19
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Plasma Science and Technology
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Wu Tongyu;Zhang Wei;Yin Zejie;Wu Tongyu;Zhang Wei;Yin Zejie;Wang Haoxi;Zhou Yan;Yin ZJ;Yin ZJ
  • 通讯作者：
    Yin ZJ
Development of a real time magnetic island identification system for HL-2A tokamak
HL-2A托卡马克实时磁岛识别系统研制
  • DOI：
    10.1063/1.4997958
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Chen Chao;Sun Shan;Ji Xiaoquan;Yin Zejie
  • 通讯作者：
    Yin Zejie
A wide range real-time synchronous demodulation system for the dispersion interferometer on HL-2M.
HL-2M色散干涉仪大范围实时同步解调系统
  • DOI：
    10.1063/1.4991318
  • 发表时间：
    2017-09
  • 期刊：
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    吴彤宇;张伟;阴泽杰
  • 通讯作者：
    阴泽杰
Development of the HL-2M digital pulse analysis system
HL-2M数字脉冲分析系统的研制
  • DOI：
    10.1088/2058-6272/ab341d
  • 发表时间：
    2019-09
  • 期刊：
    Plasma Science and Technology
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Pan Yinhai;Zheng Bowen;Zhang Wei;Yin Zejie
  • 通讯作者：
    Yin Zejie

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其他文献

Simulation study of BGO array for characteristic gamma rays from neutron-stimulated elements
BGO阵列对中子受激元素特征伽马射线的模拟研究
  • DOI：
    10.1016/s1001-8042(08)60007-x
  • 发表时间：
    2007-12
  • 期刊：
    核技术(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄环;阴泽杰;马庆力;唐世彪
  • 通讯作者：
    唐世彪
Simulation study on detection efficiency of plastic scintillating fiber under γ–ray radiation
γ射线辐射下塑料闪烁光纤探测效率的仿真研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Radiation Physics and Chemistry
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    黄环;阴泽杰;唐世彪;马庆力
  • 通讯作者：
    马庆力
Some characteristics of X-ray imaging for energy region of over 100 keV using plastic scintillation fiber array
塑料闪烁光纤阵列100 keV以上能量区X射线成像的一些特性
  • DOI：
    10.1016/s1001-8042(07)60041-4
  • 发表时间：
    2007-06
  • 期刊：
    核技术(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    阴泽杰;唐世彪;黄环;马庆力
  • 通讯作者：
    马庆力
Possible use of a BGO array for neutron stimulated emission computed tomography by summing adjacent signals
通过对相邻信号求和，可以使用 BGO 阵列进行中子受激发射计算机断层扫描
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2007.06.019
  • 发表时间：
    2007-10
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马庆力;唐世彪;阴泽杰
  • 通讯作者：
    阴泽杰
Determination of spatial resolution of plastic scintillation fiber array with a simple method
简易方法测定塑料闪烁光纤阵列空间分辨率
  • DOI：
    10.1016/s1001-8042(07)60029-3
  • 发表时间：
    2007-04
  • 期刊：
    核技术(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    阴泽杰;唐世彪;马庆力;黄环
  • 通讯作者：
    黄环

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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