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一种中子脉冲序列核信号高速相关函数计算方法

任立学 刘知贵 付聪

任立学, 刘知贵, 付聪. 一种中子脉冲序列核信号高速相关函数计算方法[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 026002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180377
引用本文: 任立学, 刘知贵, 付聪. 一种中子脉冲序列核信号高速相关函数计算方法[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 026002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180377
Ren Lixue, Liu Zhigui, Fu Cong. A fast correlation function calculation method for neutron pulse series[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 026002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180377
Citation: Ren Lixue, Liu Zhigui, Fu Cong. A fast correlation function calculation method for neutron pulse series[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 026002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180377

一种中子脉冲序列核信号高速相关函数计算方法

doi: 10.11884/HPLPB201931.180377
基金项目: 

国家自然科学基金NSAF联合基金项目 11176031

详细信息
    作者简介:

    任立学(1978—), 男, 博士研究生, 从事计算机应用及信息对抗技术研究; renlixue@swust.edu.cn

    通讯作者:

    刘知贵(1966—), 男, 博士生导师, 从事计算机应用、先进控制及模式识别技术研究; liuzhigui@swust.edu.cn

  • 中图分类号: TP.391

A fast correlation function calculation method for neutron pulse series

  • 摘要: 为解决基于PC机平台、高达1 GHz采样率下的相关函数计算的实时性需求,针对中子脉冲序列核信号本身所具有的结构特点,设计了高速、实时的相关函数计算方法,实现了采样率为1 GHz的中子脉冲序列核信号的实时相关函数计算。性能测试结果表明,算法达到了对中子脉冲序列核信号进行相关计算的时间在1 h以内的实时性要求,使得铀部件质量丰度的实时检测成为可能。
  • 图  1  U部件与252Cf中子源及探测器布局图

    Figure  1.  Layout of U components and 252Cf neutron source and detectors

    图  2  分块相关法相关函数计算框图

    Figure  2.  Schematic of partitioned correlation density

    图  3  数据结构改造流程图

    Figure  3.  Flow chart of data structure transformation

    图  4  快速相关算法流程

    Figure  4.  Flow chart of fast correlation calculation(OFC)

    表  1  中子脉冲序列的相关函数计算时间对比表

    Table  1.   Correlation time consumption for neutron pulse series

    pulses correlation/μs
    DIRECT C FFT C OFC
    3 2 444.51 130.05 0.25
    5 2 444.60 129.48 3.18
    10 2 444.49 130.02 3.52
    50 2 444.54 129.84 31.21
    100 2 444.38 129.76 80.12
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  • [1] Mihalczo J T, Par V K, Valentine T E. Nuclear weapons identification system[R]. USA: Arms Control and Nonproliferation Technologies, 1994.
    [2] Mihalczo J T, Mullens J A, Matting-Ly J K, et al. Physical description of nuclear materials identification system (NWIS) signatures[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2000, 450: 531-555. doi: 10.1016/S0168-9002(00)00304-1
    [3] 李建胜, 张翼, 金宇, 等. 252Cf快裂变室研制[J]. 核电子学与探测技术, 2001, 21(4): 264-267. doi: 10.3969/j.issn.0258-0934.2001.04.008

    Li Jiansheng, Zhang Yi, Jin Yu, et al. Development of 252Cf fast fission chamber. Nuclear Electronics & Detection Technology, 2001, 21(4): 264-267 doi: 10.3969/j.issn.0258-0934.2001.04.008
    [4] 连玄, 李建胜, 周浩军, 等. 252Cf源驱动噪声分析法测量α初步研究[J]. 原子能科学技术, 2011, 45(11): 1308-1311. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YZJS201111009.htm

    Lian Xuan, Li Jiansheng, Zhou Haojun, et al. Preliminary investigation of 252Cf source driven noise analysis method for α measurement. Atomic Energy Science and Technology, 2011, 45(11): 1308-1311 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YZJS201111009.htm
    [5] 任勇, 魏彪, 李建胜, 等. 252Cf源驱动功率谱密度法测量系统[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24(1): 215-219. http://www.hplpb.com.cn/article/id/5846

    Ren Yong, Wei Biao, Li Jiansheng, et al. Implementation of 252Cf-source-driven power spectrum density measurement system. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24(1): 215-219 http://www.hplpb.com.cn/article/id/5846
    [6] 黄坡, 谢文雄, 谢奇林, 等. 金属铀部件235U富集度中子时间关联符合测量实验优化分析[J]. 原子能科学技术, 2012, 46(3): 257-263. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YZJS201203001.htm

    Huang Po, Xie Wenxiong, Xie Qilin, et al. Optimization analysis on neutron time correlation coincidence measurement for 235U enrichments of uranium components. Atomic Energy Science and Technology, 2012, 46(3): 257-263 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YZJS201203001.htm
    [7] 于宁莉, 易东云, 涂先勤. 时间序列中自相关与偏相关函数分析[J]. 数学理论与应用, 2007, 27(1): 54-57. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LLYY200701016.htm

    Yu Ningli, Yi Dongyun, Tu Xianqin. Analyze auto-correlations and partial-correlations function in time series. Mathematical Theory and Applications, 2007, 27(1): 54-57 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LLYY200701016.htm
    [8] 杜科. 核信息系统的随机核信号频谱分析研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2008.

    Du Ke. The spectrum analysis and research of random nuclear signals in nuclear information systems. Chongqing: Chongqing University, 2008
    [9] Raman S K, Pentkovski V, Keshava J. Implementing streaming SIMD extensions on the Pentium Ⅲ processor[J]. IEEE Micro, 2000, 20(4): 47-57. doi: 10.1109/40.865866
    [10] 唐跃林, 魏彪, 任勇, 等. SSE在中子脉冲序列核信号实时频谱分析中的应用[J]. 核技术, 2009, 32(1): 70-75.

    Tang Yuelin, Wei Biao, Ren Yong, et al. Application of SSE to real-time frequency spectrum analysis for neutron pulse signal. Nuclear Techniques, 2009, 32(1): 70-75
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-23
  • 修回日期:  2019-02-21
  • 刊出日期:  2019-02-15

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