ИСТИНА

В настоящее время НИЦ “Курчатовский институт” совместно с НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына ведёт разработку промышленного жидкосцинтилляционного детектора для удалённого мониторинга режимов работы атомных реакторов антинейтринным методом. Подобный детектор нуждается в системе сбора данных и триггерной системе, которые позволяли бы выделять события со сложной сигнатурой. Для решения этой задачи мы предлагаем использовать систему сбора данных на основе быстрых параллельных аналого-цифровых преобразователей и гибкую систему триггера на основе программируемой логической матрицы (ПЛИС). Такой подход к решению проблемы сбора данных позволит эффективно проводить спектроскопию антинейтринных событий в разрабатываемом детекторе, что позволит осуществлять удалённый мониторинг ядерных реакторов.

At present, the SRC "Kurchatov Institute" in conjunction with the Institute of Nuclear Physics named after. D.V. Skobeltsyna is developing an industrial liquid scintillation detector for remote monitoring of the operating modes of nuclear reactors by the antineutrino method. Such a detector needs a data collection system and a trigger system, which would allow the detection of events with a complex signature. To solve this problem, we propose to use a data acquisition system based on fast parallel analog-to-digital converters and a flexible trigger system based on a programmable logic array (FPGA). Such an approach to solving the problem of data collection will allow for effective spectroscopy of antineutrino events in the detector being developed, which will allow remote monitoring of nuclear reactors.

В результате выполнения работ будет разработана структура системы сбора данных антинейтринных детекторов для реакторного мониторинга на основе быстрых преобразователей формы импульса со схемой выработки триггера на основе ПЛИС. Будет реализована программная часть системы сбора данных и конфигурация ПЛИС для формирования триггера на основании максимально гибкого списка условий, настраиваемого в процессе работы системы. На базе имеющегося в НИЦ "Курчатовский институт" оборудования будет реализован прототип системы, состоящий из триггерного модуля, 8 каналов сбора данных, многоканального дискриминатора и программного обеспечения для работы с ними, а также стенд для проверки системы.

Мониторинг процессов, происходящих в активной зоне ядерного реактора по спектру антинейтринного излучения делящихся ядер является перспективным подходом обеспечения неразрушающего дистанционного контроля режимов работы реактора. В данный момент развивается несколько проектов по созданию детекторов для обеспечения мониторинга, основывающихся на разных принципах детектирования антинейтрино. Все подобные детекторы предъявляют разные требования к системам сбора данных и триггерной подсистеме. Предлагаемая нами система сбора данных разрабатывается для применения на жидкосцинтилляционном детекторе, однако в силу гибкости подхода к выработке триггера может быть модифицирована для использования в детекторах других типов.

В рамках проекта РФФИ 14-02-31381 мол_а разработана и реализована система сбора данных промышленного детектора реакторных антинейтрино iDREAM. Для обеспечения максимально-эффективной регистрации антиней- тринных событий, система сбора данных базируется на быстрых параллельных аналого-цифровых преобразователях с триггерной системой на основе программируемой логической матрицы. Такая конфигурация позволяет собирать дан- ные без мертвого времени при условии средней частоты событий ниже максимальной скорости вычитывания событий системой ( 10 кГц). Управление и контроль за системой осуществляется при помощи графического пользовательского интерфейса, функционал которого позволяет задать параметры сбора данных, АЦП и триггерной системы. Созданная система сбора данных, в рамках проекта iDREAM, позволит проводить спектроскопию антинейтринных событий с це- лью контроля за режимами работы ядерных реакторов. В то же время гибкая архитектура системы и ее программного интерфейса позволяет с минимальными изменениями применить данное решение во многих задачах физики частиц, где требуется анализ данных от десятков и сотен каналов регистрации. Функциональность системы сбора данных была протестирована на прототипе детектора iDREAM, где доказала свою эффективность, стабильность и производитель- ность, удовлетворяющие требованиям предъявляемым к системе сбора данных для конечного варианта детектора. Задачи поставленные в рамках проекта РФФИ 14-02-31381 мол_а были выполнены полностью.