Về hướng nghiên cứu và phát triển thiết bị tại Viện NCHN, vào ñầu những năm 1990, một hệ thiết bị phổ kế gamma triệt Compton trong ñó kỹ thuật trùng phùng ñã ñược áp dụng thành công [7] phục vụ hướng nghiên cứu phân tích kích hoạt nơtron ño phổ gamma tức thời trên kênh thực nghiệm nằm ngang của Lò phản ứng nghiên cứu Đà Lạt. Hệ phổ kế ña kênh cũng ñã ñược quan tâm phát triển, trong ñó một số khối ñiện tử như HV, AMP, bản mạch giao diện máy tính qua cổng song song ISA ñã ñược thiết kế chế tạo theo kiểu ñiện tử truyền thống và ñã ñưa vào sử dụng cho mục ñích nghiên cứu số liệu tiết diện nơtron toàn phần và tiết diện bắt nơtron trong khai thác và ño ñạc số liệu [91]. Giai ñoạn những năm 1993-1997, hệ phổ kếCộng biên ñộ các xung trùng phùng (SACP) ñã ñược nghiên cứu phát triển phục vụ hướng nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và ñã có những thành công bước ñầu, có thể kể ñến là các công trình nghiên cứu ứng dụng [10], [73]. Từ những năm 2000 ñến nay, một số hệ phổ kế gamma chất lượng cao sử dụng ñầu dò bán dẫn ñã ñược trang bị tại Viện NCHN, ñiển hình là một hệ phổ kế ña kênh ño phổ gamma dựa trên kỹ thuật DSP lần ñầu tiên ñược nhập khẩu vào Việt Nam ñầu năm 2004 phục vụ ño phổ gammạ Bên cạnh ñó, một hệ phổ kế chất lượng cao khác là hệ trùng phùng sử dụng hai ñầu dò HPGe ñã ñược thiết lập thành công tại Viện phục vụ hướng nghiên cứu thực nghiệm về cấu trúc hạt nhân và mật ñộ mức hạt nhân, trong ñó cấu hình kết nối hệ thống cho phép thu nhận thông tin ñặc trưng về phân rã nối tầng của các mức kích thích trong hạt nhân hợp phần tạo thành ở phản ứng bắt nơtron nhiệt.
Hệ ño phổ gamma nối tầng [90] sử dụng ñơn vị DP4 [5] cùng các khối ñiện tử ñặc thù ñã ñược ñề xuất và thiết lập thành công; và trong những khối ñặc thù này tuy có khả năng giao diện PC nhờ µC với phần mềm phát triển ứng dụng trên nền Windows, song hệ ño vẫn dựa trên kỹ thuật ñiện tử truyền thống. Rõ ràng trên thực
6
tế, các nghiên cứu vật lý hạt nhân thực nghiệm và chế tạo thiết bị ñiện tử hạt nhân là hai chủ thể luôn ñồng hành gắn kết có tương quan hỗ trợ lẫn nhaụ Khi nghiên cứu phân rã gamma nối tầng của các hạt nhân 170Yb và 158Gd, các giá trị cường ñộ của nhiều chuyển dời nối tầng, các mức kích thích mới, số các chuyển dời gamma mới, việc tách ñược các ña bội của các chuyển dời gamma và sử dụng thành công phương pháp SACP trong nghiên cứu hạt nhân phân rã phóng xạ 170Yb ñã mở ra một hướng nghiên cứu mới - nghiên cứu hạt nhân phân rã phóng xạ bằng phương pháp SACP [6], [10], [74]. Nói khác ñi, nghiên cứu về số liệu hạt nhân, cấu trúc hạt nhân, mật ñộ mức năng lượng ñã ñược khẳng ñịnh và nâng lên tầm quốc tế qua các công bố khoa học [76]. Cũng vậy, những thành tựu nhất ñịnh về thiết kế xây dựng các hệ thiết bị ñiện tử ñã thể hiện qua một số công trình, tiêu biểu là công trình xây dựng hệ phổ kế tạo cặp và triệt Compton [7] bao gồm các khối ñiện tử hạt nhân ñã ñược thiết kế-chế tạo và ñưa vào khai thác có hiệu quả tại Viện NCHN vào ñầu thập niên 1990: Pre-AMP, HVPS, AMP, ADC, CFD, LG, FA, RPG, DLU, COINC. Ụ Bức tranh nêu trên ñã làm hấp dẫn các nghiên cứu viên tiếp tục phát huy và kế thừa ưu thế cùng kinh nghiệm sẵn có ñể nghiên cứu, phát triển thiết bị theo hướng DSP ở chế ñộ thời gian thực (realtime) qua ứng dụng FPGA [27] với công cụ phần mềm ñắc lực VHDL [38], [68] trong môi trường phần mềm tích hợp (ISE) [100]. Mặc dù các kết quả ñạt ñược từ những công trình vừa nêu ñã hàm chứa những ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhất ñịnh, song vẫn chưa thể hiện hết nội năng tiềm tàng của các nghiên cứu viên cũng như chưa khai thác hết tiềm lực sẵn có của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng của khoa học-kỹ thuật hạt nhân. Các kinh nghiệm này sẽ ñược tiếp tục phát huy nhiều hơn và ñạt nhiều kết quả khả quan hơn nữa khi công nghệ tiên tiến ñương ñại theo hướng DSP-FPGA ñược áp dụng vào các thiết bị ghi-ño bức xạ ion hóạ
1.2. Vai trò chức năng của DSP và FPGA 1.2.1. Xử lý tín hiệu số (DSP)