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   核技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

主编：马余刚

ISSN:0253-3219

CN:31-1342/TL

主管单位：中国科学院

主办单位：中国科学院上海应用
物理研究所；中国核学会

出版周期：月刊

 

 

 

 

 

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锦屏深地核天体物理实验强流法拉第筒的研制

根据锦屏深地核天体物理实验（Jinping Underground Nuclear Astrophysics，JUNA）中强流加速器的物理参数要求，设计了一款用于强流加速器束流强度精确测量的高功率法拉第筒。为了研究二次电子发射对流强测量的影响，采用SIMION软件对二次电子的抑制效果进行了模拟仿真，当负偏压高于200 V时，二次电子得到有效的抑制。同时，对收集器的散热和冷却进行了详细的模拟计算和数据分析，利用有限元分析软件COMSOL进行了热结构耦合模拟，模拟结果与理论计算相符合。在医用重离子加速器中进行了法拉第筒二次电子抑制的测试验证，结果显示设计的新型的抑制环结构能够有效提高法拉第筒的流强测量精度。该法拉第筒成功应用于国内首套深地强流加速器系统，运行稳定可靠，满足JUNA加速器的运行及核天体物理实验的需求。

> 加速器技术、射线技术及应用

康新才, 李有堂, 武启, 冯永春, 唐凯, 赵铁成, 毛瑞士

锦屏深地核天体物理实验强流法拉第筒的研制
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Volume 48 期 8，2025 2025年48卷第8期

  • 同步辐射技术及应用

    “极紫外干涉光刻技术在光刻胶性能检测中发挥重要作用，专家构建仿真模型评估影响因素，成功实现12.5纳米分辨率曝光，为光刻技术发展提供新方向。”

    赵俊, 孟祥雨, 郭智, 王勇, 吴衍青, 邰仁忠, 陈宜方

    DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240451
    摘要：极紫外干涉光刻（Extreme Ultraviolet Interference Lithography，EUV-IL）被广泛应用于极紫外光刻胶的光刻性能检测，并在其研发中发挥着重要作用。要实现高分辨的EUV-IL仍然面临诸多挑战和限制，而发展可定量分析光刻分辨率影响因素的光学仿真方法将成为解决这些问题的关键途径。本文构建了基于互强度（Mutual Optical Intensity，MOI）的仿真模型，以评估光栅加工偏差、光子噪声及振动条件等因素对EUV-IL系统调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的影响。仿真结果表明：在75 mW·cm-2的光功率密度下，光子噪声会导致对比度降低至0.75，而将机械振动控制在2.5 nm均方根（Root Mean Square，RMS）以内则能有效改善光刻效果。通过基于仿真结果逐一优化上海光源EUV-IL系统的相关影响因素，成功实现了12.5 nm分辨率的干涉图案曝光。实验结果亦验证了MTF分析的合理性。  
    关键词：极紫外干涉光刻;光刻性能检测;分辨率;互强度;调制传递函数   
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    更新时间：2025-09-01
    “在X射线光学器件领域，专家探讨了基于折射原理的X射线透镜研究进展，为提高X射线折射聚焦透镜制造精度提供解决方案。”

    鲁同所, 黄国良, 任祖洋, 徐源泽, 张耀武, 刘静, 张伟伟, 黄其煜, 徐剑, 童振, 杨兴, 林鹤

    DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240487
    摘要：以低发射度、高亮度和高相干性为特征的第四代同步辐射光源和硬X射线自由电子激光器为X射线光学器件提出了更高的要求，同时也带来了新的发展机遇。本文探讨了基于折射原理的X射线透镜，包括复合折射透镜（Compound Refractive Lenses，CRL）、Kinoform透镜、OVAL透镜及OVAL-Kinoform透镜，回顾了阿尔瓦雷斯变焦X射线透镜（Alvarez varifocal X-Rays Lens，AXL）和锯齿型X射线折射透镜（Saw-tooth X-ray Refractive Lens，SRL）研究的最新进展。重点分析了这些透镜在减少像差和材料吸收方面取得的显著突破，同时介绍了两种不同设计思路的新型相位板，这些相位板可与透镜配合使用，进一步优化了光学性能。最后，本文详细概述了几种先进制造技术，包括基于超精密加工的压印技术、双光子聚合、LIGA（Lithografie，Galvanoformung，Abformung）工艺、半导体蚀刻和飞秒激光加工，重点讨论了这些技术在实现复杂微纳结构及提高X射线折射聚焦透镜制造精度方面的应用。  
    关键词：X射线;复合折射透镜;变焦透镜;制造工艺   
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    更新时间：2025-09-01

  • 加速器技术、射线技术及应用

    “在深地核天体物理实验领域，专家设计了高功率法拉第筒，有效提高流强测量精度，满足加速器运行需求。”

    康新才, 李有堂, 武启, 冯永春, 唐凯, 赵铁成, 毛瑞士

    DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240299
    摘要：根据锦屏深地核天体物理实验（Jinping Underground Nuclear Astrophysics，JUNA）中强流加速器的物理参数要求，设计了一款用于强流加速器束流强度精确测量的高功率法拉第筒。为了研究二次电子发射对流强测量的影响，采用SIMION软件对二次电子的抑制效果进行了模拟仿真，当负偏压高于200 V时，二次电子得到有效的抑制。同时，对收集器的散热和冷却进行了详细的模拟计算和数据分析，利用有限元分析软件COMSOL进行了热结构耦合模拟，模拟结果与理论计算相符合。在医用重离子加速器中进行了法拉第筒二次电子抑制的测试验证，结果显示设计的新型的抑制环结构能够有效提高法拉第筒的流强测量精度。该法拉第筒成功应用于国内首套深地强流加速器系统，运行稳定可靠，满足JUNA加速器的运行及核天体物理实验的需求。  
    关键词：法拉第筒;能量沉积;二次电子抑制;热分析   
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    更新时间：2025-09-01
    “在核设施监测领域，专家设计了85Kr现场校准方法，研制了校准装置，解决了监测仪校准难题，为核安全监测提供了技术支撑。”

    王桢, 陈双强, 韦应靖, 王明亮, 唐智辉, 李胤, 段嘉宇

    DOI：10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240298
    摘要：放射性惰性气体监测是核设施流出物监测的重要组成部分，需要连续监测和定期采样。放射性惰性气体监测仪体积大、不易拆卸，且国内尚无现场校准装置用于保证监测仪器的量值准确可靠。为解决现场85Kr惰性气体监测仪校准困难以及缺乏量值传递标准的问题，本文基于气体扩散理论设计了85Kr现场校准方法，并确定了85Kr的约定量值，研制了85Kr现场校准装置，并对其性能进行了测试，与国内标准装置在5%以内符合良好。85Kr惰性气体监测仪现场校准装置可提供85Kr活度浓度范围为（1.0×105~1.0×1010） Bq·m-3，装置相对扩展不确定度为6.8%~9.0%（k=2）。依托该装置开展了部分85Kr惰性气体监测仪的性能评估，结果表明：部分在用85Kr惰性气体监测仪存在量程小、高85Kr活度浓度响应非线性偏差大的问题。  
    关键词：85Kr;Noble gas monitors;现场校准;Value transfer   
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    更新时间：2025-09-01
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