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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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基于断裂力学的GH3535合金蠕变裂纹扩展模拟和寿命评估

在第四代先进反应堆钍基熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor，TMSR）中，高温含缺陷构件的寿命预测是结构完整性评估的重要环节。在该研究中，首先基于随时间变化的蠕变断裂力学，采用有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）软件的围线积分方法计算蠕变断裂参量C*，结合Python语言编写的自动化分析程序，预测了GH3535合金紧凑拉伸试样C（T）的蠕变裂纹扩展（Creep Crack Propagation，CCP）。将FEA数值计算结果和蠕变裂纹扩展试验的结果进行对比验证，分析了数值模拟计算中的不确定性来源。然后按照规范，建立了GH3535合金的时间相关失效评定图（Time-dependent Failure Assessment Diagram，TDFAD），并从FEA计算结果提取并计算裂纹扩展过程中的应力强度因子K和参考应力σref，最后对缺陷试样进行了寿命评估。在蠕变裂纹扩展数值模拟中，蠕变断裂参量C*仅能描述裂纹扩展阶段，而裂纹萌生阶段采用试验数据拟合的裂纹萌生时间进行描述。高温含缺陷结构的寿命跟缺陷的尺寸、载荷、裂纹扩展速率等因素相关，通过数值模拟方法可获取这些因素的影响。该研究结果解释了GH3535合金的蠕变裂纹行为，为TMSR高温含缺陷结构的寿命预测提供了工程指导。

> 第二十二届全国反应堆结构力学会议 专题

王雯, 王晓艳, 李志军

基于断裂力学的GH3535合金蠕变裂纹扩展模拟和寿命评估
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Volume 49 期 1，2026 2026年第49卷第1期

  • 同步辐射技术及应用

    彭真, 汪澳, 汪俊, 陶芬, 张玲, 杜国浩, 邓彪

    DOI：10.3724/j.0253-3219.2026.hjs.49.250034
    摘要：同步辐射纳米CT（Nano-Computed Tomography）技术因其能够在纳米尺度上提供高分辨率三维结构信息，在材料科学、能源、地质学等多个学科领域发挥着重要作用。然而，环境干扰、设备精度限制及光源强度波动等因素导致纳米CT图像信噪比降低、模糊和细节丢失，影响定量分析的准确性。针对这一挑战，本研究在缺少纳米CT数据集的情况下，提出了一种基于Transformer的图像超分辨率（Super-resolution，SR）网络，专门用于提高纳米CT图像的质量，还探究其对裂纹分割等后续分析任务的优化效果。该网络采用U型对称结构，融合了双卷积前馈网络和分组式多尺度窗口自注意力机制，以实现高效的纳米CT图像超分辨率重建。实验结果表明，该网络在计算效率和多个评价指标上均优于SwinIR和Real-ESRGAN模型。在裂纹分割中任务中，经该网络处理后的图像裂纹分割准确率达到99.3%，召回率提升了24.5%，验证了图像超分辨率重建技术在裂纹分割预处理中的有效性。  
    关键词：纳米CT;超分辨率;裂纹分割;同步辐射;注意力机制   
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    更新时间：2026-01-19
    “在全相干光源领域，专家设计了束流传输线的磁聚焦结构，通过粒子追踪模拟和轨道校正，实现了100%的理论传输效率。”

    王坤, 李昌亮, 张庆磊, 冯超, 姜伯承, 万唯实, 顾强

    DOI：10.3724/j.0253-3219.2026.hjs.49.240476
    摘要：基于角色散微聚束机制的储存环全相干光源，在对电子束能量进行小幅度调制后，即可获得高亮度的高次谐波相干辐射。储存环全相干光源的一种设计方案是将束流引出到一条支路上，进行能量调制和能量反调制，避免对储存环产生较大的影响。传输线将储存环中的电子束引入角色散机制的调制段。电子束通过反调制段消除绝大部分能量调制后，经由束流传输线回到储存环。束流传输线需要满足储存环及调制反调制段的几何布局要求，匹配束流光学函数，保证较高的传输效率，传输线磁聚焦结构设计是储存环全相干光源设计的重要课题之一。本文主要对束流传输线的磁聚焦结构进行设计，得到了符合要求的束流光学计算结果，在此基础上使用束流传输线磁聚焦结构进行粒子追踪模拟，并讨论了由安装误差和磁场误差引起的轨道畸变及轨道校正方案。计算结果表明，在考虑安装误差和磁场误差的情况下，轨道校正后的轨道畸变可以控制在较小范围，理论传输效率达到100%。  
    关键词：角色散微聚束;储存环全相干光源;传输线;磁聚焦结构设计   
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    更新时间：2026-01-19

  • 加速器技术、射线技术及应用

    方子堃, 蒋天宇, 周逸媚, 冷用斌

    DOI：10.3724/j.0253-3219.2026.hjs.49.250102
    摘要：电子储存环注入过程中束团参数变化剧烈，通过逐束团三维位置测量技术可实时捕捉并分析这个过程，获得横向Beta振荡和纵向同步振荡相关的多个束流动力学参数，如何利用这些测量结果来评价并指导优化加速器的运行，是同步辐射光源装置需要研究的重要问题。本文提出了一种基于机器学习的电子储存环注入品质评估及异常检测方法。选择上海光源多年累积的注入瞬态过程数据作为样本库，对补注束团的动力学参数进行聚类分析，找到装置运行状态时间维度上的演化规律并标记出不属于主群的异常数据样本。训练k-NN模型对异常数据进行了预测及校验，实验结果表明预测模型精确率好于90%，可作为装置运行性能在线自动评价的有效方法。  
    关键词：机器学习;电子储存环;注入瞬态;聚类分析;k-NN   
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    更新时间：2026-01-19

    朱新龙, 马力祯, 石健, 杨文杰, 姚俊杰, 张宗正, 申辉玲, 胡楠, 李得源, 彭伟壮, 朱毅, 范鹏飞, 何学海, 盛伟, 邓秀珍, 杨春晓, 芮腾晖, 乔威宇

    DOI：10.3724/j.0253-3219.2026.hjs.49.240490
    摘要：重离子（碳离子）用于肿瘤放射治疗具有物理学和生物学两方面的优势，然而由于其磁刚度大，采用常规磁铁设计的旋转机架结构庞大，应用严重受限。兰州泰基离子技术有限公司在国家重点研发计划（小型化重离子治疗装置项目）的支撑下，研发了一款基于弧形复合超导磁体的小型化轻量化重离子旋转机架，其旋转半径为5.9 m，总重量为165 t。此外，治疗头经过优化设计，满足多离子（碳离子、质子、氦离子及氧离子）的治疗需求。文中详细介绍了此旋转机架的束线设计、结构设计及工程样机测试。通过样机测试，各项精度指标符合设计要求。同时，代入复合超导磁体位置误差的束线计算结果表明，等中心处的束斑能够满足治疗需要，验证了设计方案的可行性和合理性，为下一步加载离子束进行全面测试奠定了基础。  
    关键词：旋转机架;超导磁体;束流传输线;有限元分析;等中心点   
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    更新时间：2026-01-19
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