最新刊期
      2020 年 第 0 卷 0 期

        同步辐射技术及应用

      • 徐加强,夏晓彬,盛尹祥子,秦锐芳,张 冬,费平安,姚 明,刘嗣鑫
        2014, 37(7): 070101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070101
        摘要：轫致辐射是第三代先进同步辐射光源光束线站辐射屏蔽的重点。上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)是国际上正在运行的第三代先进同步辐射光源之一。上海光源蛋白质微晶结构光束线(BL18U)线站是正在试运行中的光束线站。本文采用FLUKA软件模拟计算了蛋白质微晶结构光束线(BL18U)线站因轫致辐射的散射和光中子引起的辐射剂量率分布。分析了因狭缝开孔尺寸、储存环内流强的变化所引起的辐射剂量变化。用高灵敏度的光子和中子探测器测量了BL18U光学棚屋外的光子和光中子剂量率。测量结果表明模拟计算的可靠性。本研究采用的模拟和测量方法可用于其它线站的辐射剂量水平评估，并为上海光源后续线站的屏蔽设计提供参考。  
        关键词：同步辐射;光束线站;蒙特卡罗方法;FLUKA;轫致辐射;辐射测量   
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        发布时间：2021-03-03
      • 张永兴,谢红兰,杜国浩,陈荣昌,肖体乔
        2014, 37(7): 070102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070102
        摘要：闪烁体是同步辐射X射线成像探测器的重要组成部分，它将入射X射线转换为可见光，再由可见光成像探测器接收成像。闪烁体的厚度对成像的空间分辨率、图像衬度有较大的影响，选取合适的厚度的闪烁体，与探测器物镜（数值孔径）及X射线能量等实验条件达到最理想的匹配，将有助于获得高质量的X射线成像结果。但目前上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)用户在开展X射线成像实验时，基本都未考虑到闪烁体厚度对成像质量影响的这个因素，难以获得最佳图像质量的实验结果。本文先根据理论的分辨率曲线预测了探测器各个镜头的闪烁体的最佳匹配厚度，并利用上海光源成像线站(BL13W1)配备的PCO2000探测器以及不同厚度的YAG闪烁体进行了实验验证，经过对实验结果的图像衬度进行分析，获得了探测器各个物镜镜头的最佳匹配闪烁体厚度，实验结果与理论预测值基本相符，这将为上海光源成像线站基于透镜耦合的X射线成像探测器的高效使用提供指导。  
        关键词：X射线成像探测器;闪烁体;空间分辨率;衬度   
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        发布时间：2021-03-03

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 单 卿,曾 捷,贾文宝,凌永生,黑大千,魏勇红,张 焱
        2014, 37(7): 070201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070201
        摘要：多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber, MRPC)是一种新型气体探测器，具有探测效率高和时间分辨好等优点，在内层玻璃涂硼后可用于热中子探测。不同的工作气体对涂硼MRPC热中子探测器的性能有很大影响。利用Garfield模拟了不同工作气体的汤生系数?、电子吸附系数?、漂移速度v、扩散系数D等物理参数，并计算给出了MRPC的时间分辨率?t、本征探测效率?。通过模拟结果对工作气体进行优化，为探测器的实际制作和实验测试提供必要的指导。  
        关键词：涂硼多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber;MRPC)热中子探测器;工作气体;Garfield模拟;探测效率;时间分辨   
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        发布时间：2021-03-03
      • 侯笑笑,汤晓斌,耿长冉,舒迪昀,陈 达
        2014, 37(7): 070202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070202
        摘要：随着分子影像技术的蓬勃发展，传统生物光学成像技术面临着背景干扰过高、荧光染色剂毒性大、稳定性不高等问题。切伦科夫光作为一种特殊的核素激发可见光，理论上存在着可作为一种新型生物成像技术的可能，可避免传统生物光学成像技术的不足。本文采用蒙特卡罗方法计算程序 Geant4，模拟18F、131I、32P三种不同放射性核素在肌肉组织内产生切伦科夫光并穿透出体外成像的过程，研究验证了切伦科夫光生物成像的可行性；并对切伦科夫光生物成像的物理机理和影响因素进行了分析。此外，研究还发现切伦科夫光生物成像技术的最大难题在于切伦科夫光的组织穿透性较低，导致深层组织成像质量较差。本文经过研究提出将切伦科夫光光子波长“红移”至650 nm以上的改进方法，可有效增强切伦科夫光的组织穿透性，改善成像质量。  
        关键词：蒙特卡罗方法;切伦科夫光;生物成像   
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        发布时间：2021-03-03
      • 项 安,陈瑞焘
        2014, 37(7): 070203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070203
        摘要：传统的双能X射线检测技术使用与物质原子序数相关的特征值进行物质分类，但由于该特征值与被检物体的厚度有关（厚度效应），影响了双能检测方法的可靠性。为此提出了一种利用辛普森公式以及序列二次规划法的数值算法，以消除双能值的厚度效应。用基于MCNP的蒙特卡罗方法模拟双能X射线检测过程，结合概率密度分类法证明该算法能显著降低物质分类的错误概率，且得到了不同物质的分类边界。用X射线安检机进行测试，结果表明该算法显著消除了物质的厚度效应，且分类边界有效。说明本文算法的有效性与实用性。  
        关键词：X射线;特征值;厚度效应;数值算法;MCNP   
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        发布时间：2021-03-03

        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 李 莉,楚立凯,黄伟虹,岳 凌,杨占山
        2014, 37(7): 070301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070301
        摘要：本实验提供了一种新的PVA/PAAS/EDTA高吸水性树脂及其制备方法。采用聚乙烯醇(Poly vinyl alcohol, PVA)、聚丙烯酸钠(Poly acrylate sodium, PAAS)和乙二胺四乙酸(Ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA)，将由这些材料组成的水溶液经电子束辐射交联合成共聚物凝胶，经浸洗液溶胀和洗涤，萃冻和冷冻干燥后处理，制备出耐盐性高吸水性树脂。采用正交设计原理选出最佳配比，用不同配比的洗涤液进行后处理，研究洗涤液对树脂吸液性能的影响。测试树脂的各项性能，与国内外著名产品进行比较。结果表明，本实验制备出的高吸水性树脂具有优良的吸液速率和离心保液量，去离子水吸液倍率((821.05?1.61)g?g?1)和生理盐水吸液倍率((72.57?3.01)g?g?1)则非常显著地优于国内外著名高吸水性树脂产品(P?0.01)。  
        关键词：高吸水性树脂(Super absorbent resin;SAR);辐射交联;乙二胺四乙酸(Ethylene diamine tetraacetic acid;EDTA);耐盐性;电子束   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 张继宗,潘国强,胡立群,王相綦,林士耀,徐立清
        2014, 37(7): 070401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070401
        摘要：采用多元硅漂移探测器(Silicon Drift Detector, SDD)阵列和快速处理电子学系统在EAST托卡马克上构建了一套性能优异的软X射线能谱诊断系统，用于测量等离子体内在软X射线能段(1?30 keV)的辐射能谱。本系统观测范围覆盖了EAST等离子体的下半空间，可在EAST上各种放电条件下获得电子温度分布。本系统具有较高的能量分辨率，可用于监测等离子体内的中高Z杂质。系统安装在EAST上并投入使用，验证了系统的可靠性和有效性并取得良好的实验结果。  
        关键词：东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak;EAST);软X射线能谱;硅漂移探测器(Silicon Drift Detector;SDD);电子温度   
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        发布时间：2021-03-03
      • 潘金云,武 杰,刘列峰,孙刘洋
        2014, 37(7): 070402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070402
        摘要：随着集成电路的发展，现代物理电子设备的仿真、测试、检测和维护过程中，经常需要使用到高精度的信号发生器。传统意义上的信号发生器主要利用振荡器产生信号，但振荡器的精度不高成为了限制其应用范围的瓶颈。所以为了解决高精度的需求，本文利用频率合成的技术，提出了一种基于Sigma-Delta数模转换器(Digital to Analog Converter, DAC)的可编程高精度信号发生器的设计与实现方法。经过实际测量，设计的信号发生器信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)好于110dB，总谐波失真(Total Harmonic Distortion, THD)小于?110dB，支持单端和差分输出，同时便携稳定。精度方面远高于市面上可以买到的信号发生器。  
        关键词：信号发生器;可编程;Sigma-Delta调制;高精度   
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        发布时间：2021-03-03
      • 贺 军,杨朝文
        2014, 37(7): 070403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070403
        摘要：提出了通过γ能谱全能峰测量吸收剂量的方法，定义了全能峰角响应函数。采用蒙特卡罗方法计算了50 mm×50 mm NaI(Tl)探测器的平均角响应随射线能量的变化，用标准点源137Cs、60Co、152Eu、133Ba和参考辐射场137Cs、60Co、226Ra、241Am进行了实验验证。结果证明，在近似各向同性的条件下，对标准点源的测量结果与理论值相比误差小于2%，对参考辐射场的测量结果与电离室测量结果相差小于3%。该方法适合低能到高能的较宽能谱段剂量率测量，不仅能测出某种核素对总剂量率的贡献，且能同时分辨核素种类，无需实验刻度。  
        关键词：γ能谱;全能峰;NaI(Tl)探测器;响应函数;剂量率   
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        发布时间：2021-03-03
      • 张小林,余功硕,李元景,许启初,解 峰,白 涛
        2014, 37(7): 070404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070404
        摘要：实验刻度了GEM60P4型高纯锗(High Purity Germanium, HPGe)探测器在H=250mm处对三种圆形面源(?24mm、?80mm和?90mm)的峰探测效率，结果表明，这三种源的效率基本一致。采用MCNP模拟了?40– 160mm内的圆形面源效率，研究了探测效率随样品直径的变化关系，并采用Geant4 计算了圆形面源对同轴探测器的有效立体角。对?90mm以上的样品源，探测效率随源直径的增大在逐渐减小，且高能?射线效率减小程度较快，需采用标准源进行效率刻度。  
        关键词：高纯锗(High Purity Germanium;HPGe)探测器;圆形面源;探测效率   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 钟睿博,刘雨双,张 萍,刘竟然,赵国芬,张 峰
        2014, 37(7): 070501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070501
        摘要：凝胶电泳是常用的生化分离鉴定技术。生物分子大多在可见光区完全透明，因此在凝胶电泳之后，需要对凝胶进行染色处理才能观察到结果，而且常规的染色方法一般步骤比较繁琐耗时。本文开发了一种新型的预染色凝胶电泳方法(Pre-Staining Gel Electrophoresis, PSGE)，可以直观地显示电泳结果，并简化凝胶电泳操作。利用PSGE成功分析了蛋白质与两性高分子聚合物的共价偶联和物理吸附的效率，展示了PSGE的巨大应用开发潜力。  
        关键词：琼脂糖凝胶电泳;预染色;共价偶联;物理吸附;蛋白质;两性高分子聚合物   
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        发布时间：2021-03-03
      • 何鹏飞,康 玲,余洁冰,刘仁洪,王海静,吴 蕾,屈化民
        2014, 37(7): 070502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070502
        摘要：以中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source, CSNS)/快循环同步加速器(Rapid Cycling Synchrotron, RCS)主准直器为对象，研究从合肥某工厂通过公路运输到位于东莞的CSNS装置地运输过程中的振动情况。整个主准直器装置中，最薄弱的部位是刮束器的薄钨片，其质地硬而脆，运输途中的振动可能导致其发生破坏。考虑到装置造价高，制造周期长，现场无条件修复，对运输过程的安全进行评估很有必要。文中运用Matlab/Simulink建立卡车模型，仿真运输过程得到振动信号，通过试验测得实际运输过程的振动信号，将两种情况下获得的振动激励加载到ANSYS中的主准直器模型中，由此获得薄钨片在虚拟运输过程中因振动而产生的应力。通过仿真和试验，验证了仿真模型的有效性，得到了安全运输的指导车速。对加速器设备的运输振动安全评估具有实际意义。  
        关键词：主准直器;薄钨片;模态分析;平顺性分析;频谱分析;随机振动分析;响应谱分析   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 曹昱澎,贺寅彪,惠 虎,李 辉,轩福贞
        2014, 37(7): 070601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070601
        摘要：ASME规范和美国联邦法规规定了核反应堆压力容器(Reactor pressure vessel, RPV)在正常启、停堆过程中及水压试验时的压力和温度限值，2013年版ASME规范直接纳入了Code Case N-629，即同时接受了RTT0和RTNDT两种参考温度表征的材料断裂韧性KIc下包络线。本文对比分析采用KIR-RTNDT、KIc-RTNDT和KIc-RTT0三种断裂韧性取值方法所确定的压力-温度限值曲线(P-T曲线)，以国产某台RPV为研究对象，计算了在40年设计寿期末和延寿期的P-T曲线。结果表明三者差别很大，基于KIc-RTT0下包络线拓宽了P-T运行窗口，甚至无需担心该容器在启停堆过程中会发生脆断，KIc-RTNDT曲线的计算结果偏保守，而由KIR-RTNDT给出的结果过于保守。研究结果为该电站的运行和延寿的可能性提供了支持。  
        关键词：反应堆压力容器;压力-温度限值曲线;主曲线法;ASTM E1921   
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        发布时间：2021-03-03
      • 牛 强,宋士雄,魏 泉,刘亚芬,梅龙伟,郭 威,蔡翔舟
        2014, 37(7): 070602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070602
        摘要：基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)通用计算程序Fluent，研究了模块化熔盐冷却球床堆(Pebble Bed Advanced High Temperature Reactor, PB-AHTR)中心热通道稳态热工水力行为。利用已开发的多孔介质流固两相局域非热平衡模型计算了球床堆中的压降、冷却剂的温场分布以及固相球床的温场分布，计算并比较了不同的多孔介质阻力因子(Ergun与KTA)对通道内的冷却剂流动以及温场分布的影响，并对丧失部分冷却剂情况下通道内的冷却剂及燃料温度进行了计算分析。结果表明使用不同的阻力因子对堆芯压降计算结果和流场的分布影响较大；而冷却剂温场及固相球床温场和球心的温度分布在不同的阻力因子下的差别较小，在PB-AHTR的设计参数下堆芯产生的热量能够被有效的输出，设计具有较大的安全裕度。计算结果对于球床堆的优化设计提供了一定的参考价值。  
        关键词：熔盐冷却球床堆(Pebble Bed Advanced High Temperature Reactor;PB-AHTR);热工水力;多孔介质   
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      • 卢燕芸,顾申杰,楼天杨
        2014, 37(7): 070603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070603
        摘要：基于时温平移法，根据非线性规划最优化确定平移因子，平移各温度组内老化寿命数据至参考温度，建立核级电缆热老化寿命模型。作为电缆老化状态监测管理必不可缺的工具，所建立的老化寿命模型可由状态指标推算电缆剩余寿命。基于此技术在Matlab GUI平台下开发的核级电缆热老化寿命评估的人机交互界面具有标准法、平移法两种计算模式，并能实现平移因子优化、活化能计算、老化寿命曲线拟合、老化机理一致性分析等功能。  
        关键词：核级电缆;热老化寿命模型;时温平移;断裂伸长率   
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        发布时间：2021-03-03
      • 孟 剑,徐金康,林绍萱,宋印玺
        2014, 37(7): 070604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2014.hjs.37.070604
        摘要：介绍了压水堆核电站蒸汽发生器蒸汽限流器的一种改进设计。在保持相同喉部总流通面积的条件下，通过试验证明，改进后的19个文丘里管的蒸汽限流器结构的压力损失比传统的7个文丘里管的明显减小，并验证了蒸汽限流器的压力损失计算方法。  
        关键词：蒸汽发生器;蒸汽限流器;文丘里;压力损失   
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        发布时间：2021-03-03
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