最新刊期
      2015 年 第 38 卷 2 期

        同步辐射技术及应用

      • 游海涛,孙春青,李全林,刘嘉麒
        2015, 38(2): 020101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020101
        摘要：运用同步辐射X射线荧光光谱分析技术对二龙湾玛珥湖0?485 mm (AD1282?AD1988)区间年纹层沉积物进行了分析，获得了Ti、Mn、Br等6种高分辨率元素含量。并对元素进行了因子分析，提取出控制沉积物化学组成的三个主要因子：早期成岩因子F1、生物成因因子F2和流域侵蚀因子F3。进一步的研究还发现，F2和F3的因子得分分别可以作为气候冷暖和干湿变化的代用指标，从而为古气候古环境重建提供了一条有效的新途径。结合高分辨率纹层年代学结果，初步评价了过去700年来该区域气候及环境演化历史。小冰期在二龙湾地区结束于AD1890年，期间波动较大，但不是表现为持续冷气候，共经历了三次冷波动集中时期。进入AD1890年以来，该区整体上呈现温暖湿润气候，但具体表现为温度逐渐降低、降水量逐渐增加的趋势，直至AD1985年降水量回落，温度转而升高。这是20世纪气候变暖在该区域的反映。  
        关键词：X射线荧光分析;湖泊沉积物;元素地球化学特征;二龙湾;环境变化记录;纹层年代学   
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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

      • 雷洁瑛,陈 志,李珏忻,於国兵,顾先宝,徐 榭
        2015, 38(2): 020201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020201
        摘要：对漂移管周围不同方向剂量水平及其影响因素进行定量评估，有助于对电子辐照加速器主厅内辐射分布建立定性认识。由于加速管沿程束流损失和来自辐照室的透射辐射对加速器主厅的贡献极小，辐照室内经过漂移管外孔隙的散射辐射是加速器主厅的主要辐射源。本文利用蒙特卡罗程序MCNP5对某3MeV高频高压加速器机房进行建模，着重探索不同类型地板圆形通孔对加速器主厅剂量的影响程度。结果表明，通孔直径对垂直方向剂量率的影响极小，而水平方向剂量率随直径的不同而变化明显。对于直径10cm左右的漂移管，通孔采用直径40–60cm圆孔较佳；通孔中采用阶梯型圆台结构不仅节省了加速器轴向高度，更能有效地降低漂移管周围的辐射水平。  
        关键词：加速器主厅辐射场;通孔;屏蔽设计;MCNP5   
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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

      • 周达鸣,朱建华
        2015, 38(2): 020301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020301
        摘要：为研究正电子核素18F标记的叶酸衍生物([18F]FPTZFA)的合成及其在小鼠体内的生物学分布，以叶酸为起始原料，通过叶酸上羧基与2-叠氮基乙胺上氨基的成酯反应，将叠氮基团标记至叶酸，得到γ-叶酸-2-叠氮基乙酰胺(FA-N3)；同时以硝基羟基吡啶为原料，经过三步取代反应，将炔基、F连接至吡啶环上得到2-氟-3-(戊-4-炔基氧)吡啶(19F-PyKYNE)。19F-PyKYNE在K18F/K222作用下生成18F-PyKYNE。18F-PyKYNE的炔基与FA-N3的叠氮基团，在硫酸铜、抗坏血酸钠催化下发生点击化学反应，得到最终产物[18F]FPTZFA。整个放射性标记过程仅需40 min，[18F]FPTZFA放化纯度达51%，放化产率达37%。[18F]FPTZFA经放射性半制备高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)分离纯化后，观察其在不同时间段荷瘤小鼠体内的组织分布。荷瘤小鼠脏器及组织切片后的放射自显影显示[18F]FPTZFA的摄取集中在肝、肾和肿瘤组织。其中30 min肿瘤组织、肌肉的单位质量组织的放射性占注射剂量放射性的百分比(%ID/g)比值为3.6，肿瘤、血液的%ID/g比值为3.2。初步断定[18F]FPTZFA有较好的肿瘤靶向性。  
        关键词：18F;叶酸;点击化学反应   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 王关全,杨玉青,胡 睿,刘业兵,熊晓玲,罗顺忠
        2015, 38(2): 020401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020401
        摘要：利用63Ni和3H源等分别辐照两种可作为辐伏电池换能单元的GaN基和Si基PiN结型器件，比较了他们的输出电性能结果，以及两种器件的温度、辐照性能等。结果表明，GaN器件开路电压Voc比Si基器件有非常明显的提高，而短路电流Isc有较大下降；GaN基结型器件在高温和高能辐照条件下的性能比Si基结型器件有较大优势。  
        关键词：辐伏同位素电池;GaN器件;Si器件;电输出性能   
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        发布时间：2021-03-03
      • 濮亚男,曾 云,赵豫斌,李怀申,吴文欢,陈少佳
        2015, 38(2): 020402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020402
        摘要：中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source, CSNS)工程通用粉末衍射谱仪(General Purpose Powder Diffractometer, GPPD)使用二维位置灵敏型闪烁体中子探测器(Position-sensitive Scintillation Neutron Detector, SSND)来获取中子击中位置和时间信息。MaPMT_v10是由中国科学院高能物理研究所电子学组专门为闪烁体探测器前端电子学读出研发的一款专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit, ASIC)。为了使该芯片更快地应用于CSNS工程项目中，设计了针对该芯片的测试电路板。该电路板既能在电子学实验室对MaPMT_v10进行各项性能测试，又能直接连接光电倍增管，与探测器组进行联合调试。本文介绍了MaPMT_v10的测试电路板，并给出了该芯片积分非线性(Integral nonlinearity, INL)、噪声等测试的方法和结论。利用本文搭建的测试平台，得到了MaPMT_v10可靠的性能测试结果，该芯片正常稳定和运行可靠。  
        关键词：闪烁体中子探测器;核电子学;专用集成电路;积分非线性   
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        发布时间：2021-03-03
      • 陈文军,马力祯,蔡国柱,王少明,杨雅清,殷学军,袁建东
        2015, 38(2): 020403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020403
        摘要：SSC-Linac RFQ (Separated Sector Cyclotron Linac Radio Frequency Quadrupolec)是中国科学院近代物理研究所和北京大学共同研制的国内首台高电荷态强流重离子连续波四杆型加速器，机械加工的高精度是RFQ能否顺利出束的关键步骤之一。为了检测其机械形位公差，采用了激光跟踪仪和关节测量臂合理组合应用的测量新方法，使两种高精度的测量仪器能扬长避短，克服了大尺度工件形位公差传统测量方法的不足，使其在测量过程中发挥其最优的使用性和操作性，有效地提高了工作效率，从而保证RFQ高精度的测量结果。  
        关键词：激光跟踪仪;关节测量臂;RFQ   
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        发布时间：2021-03-03
      • 杨振雷,王晓辉,苏 弘,刘 杰,杨海波,成 科,童 腾
        2015, 38(2): 020404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020404
        摘要：随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)在现代航天领域的广泛应用，FPGA的单粒子效应(Single Event Effect, SEE)逐渐成为人们的研究热点。选择Microsemi公司Flash型FPGA分布范围最广的可编程逻辑资源VersaTile和对单粒子效应敏感的嵌入式RAM单元RAM Block作为单粒子效应的主要测试对象，提出了两种不同的单粒子效应测试方法；然后，使用仿真工具ModelSim对提出的两种电路的可行性进行了仿真验证；最后，基于自主研发的实验测试平台，在兰州重离子加速器(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL)上使用86Kr束进行了束流辐照实验，实验结果表明，测试方法合理有效。  
        关键词：现场可编程门阵列;单粒子效应;VersaTile;RAM Block   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 常 乐,刘应都,杜 龙,王玉廷,曹喜光,张国强,王宏伟,马春旺,张 松,钟 晨,李 琛
        2015, 38(2): 020501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020501
        摘要：EJ301有机液体闪烁体探测器具有较好的时间特性、脉冲形状甄别能力和中子探测效率。使用CAEN公司的DT5720波形数字采样器和DPP-PSD (Digital Pulse Processing-Pulse Shape Discrimination)控制软件，可以通过软件设置实现长、短门和脉冲形状甄别。利用241Am源(0.059 5MeV)、137Cs-60Co (0.662MeV、1.171MeV、1.333 MeV)源和40K源(1.461MeV)等的康普顿峰，对EJ301探测器进行了电子等效能量刻度、脉冲形状甄别分析、FOM (Figure of Merit)值计算等。研究表明，DT5720波形数字采样器和DPP-PSD控制软件功能完善、简单易用；EJ301探测器中子测量效率高，具有较强的中子/伽马脉冲形状甄别能力，适合快中子的能谱和飞行时间测量。  
        关键词：闪烁体探测器;康普顿散射;伽马源;能量刻度   
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        发布时间：2021-03-03
      • 王思广,韦江波,张 欢
        2015, 38(2): 020502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020502
        摘要：尽管多道能谱中X射线与γ射线重叠区内峰下的计数常具有能够提供重要信息的可能，但有时因这种重叠能区难于解谱而被摒弃。能量依赖的探测效率会使X射线峰出现左右不对称。探测器对X及γ射线响应形状的准确描述，及将已知信息在拟合中作为约束项的应用是精确分解出多道能谱中重叠区各成份计数的保障。充分利用RooFit软件包，建议了一种X射线峰形描述方式：利用洛伦兹函数描述其本征形状并与探测效率相乘，之后与分辨函数卷积以描述探测后的形状。测试显示放入与拟合出的峰下计数在统计误差范围内一致。所建议的方法及提供的代码可作为X及γ射线重峰区的解谱参考。  
        关键词：解谱;拟合;多道能谱   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 汪全全,尹聪聪,孙雪静,韩利峰,陈永忠,李勇平,刘 卫
        2015, 38(2): 020601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020601
        摘要：功率控制系统(Power Control System, PCS)是反应堆控制系统(Reactor Control System, RCS)的重要组成部分，它完成功率提升、功率保持与功率调节的作用。在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor, TMSR)核能系统固态堆设计方案中，功率控制器根据实测功率与设定功率值之间的偏差和偏差的变化趋势，按照经典的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative, PID)控制算法，给出调节控制棒的运动距离和运动方向等信号。PCS的PID算法设计与基于反应堆中子物理、热工及控制棒的传动性能构成的闭环控制系统的特性有关，其不同参数的确定与系统的静态和动态性能指标的要求相对应。本文从控制的角度出发，在已有的控制棒样机中设计的棒控棒位系统及相关中子物理的基础上对PCS的PID算法进行多层次仿真与参数分析，并对系统的可控性与可测性进行分析验证。分析及仿真结果表明两种控制模型下的系统均是完全可控及完全可测的，在合适的PID参数集下均能体现响应的快速性及系统的良好鲁棒性和抗干扰能力，具有实际的应用意义。  
        关键词：钍基熔盐堆;功率控制系统;PID;棒控棒位系统   
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        发布时间：2021-03-03
      • 刘 可,徐 良,刘 哲,龙时磊,曹玲玲,包良满,李晓林,张桂林,李 燕
        2015, 38(2): 020602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020602
        摘要：国产Hastelloy-N合金与FLiNaK(LiF-NaF-KF: 46.5-11.5-42 mol%)熔盐在有氩气保护的箱式炉中进行了相同时间(300 h)、不同温度(600?900 oC)的腐蚀实验。对腐蚀后的样品进行了失重测量，并用扫描电子显微镜/能量扩散光谱(Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive Spectrometer, SEM/EDS)观测了腐蚀深度、表面形貌以及腐蚀区域的元素分布变化，同时对比熔盐中有水、氧等杂质参与的腐蚀，从而进行腐蚀机理研究。研究发现，对于经过去水、氧等杂质处理的熔盐的腐蚀，当腐蚀温度从600 oC升高到900 oC时，合金的腐蚀深度从8 μm逐渐增加到40 μm。合金单位面积的腐蚀失重从2 mg?cm?2增加到8 mg?cm?2，但增加速率逐渐下降。SEM/EDS测量结果显示，合金腐蚀区域均出现了Cr元素的流失现象，并伴有Mo元素的富集；合金微观形貌的变化表现为腐蚀后的晶界结构明显加宽并显现出来，但是当腐蚀温度升高到700 oC时，合金表面晶粒细化明显，晶粒尺寸由腐蚀前的40 μm细化到5?20 μm不等，800 oC和900 oC的腐蚀使得晶粒重新粗化到40 μm，且有Mo为主成分的析出物出现，尤其在晶界处更为明显。另外，当熔盐中有杂质（水、氧等）时，850 oC的腐蚀使得腐蚀深度已经远大于100 μm，同时使耐熔盐腐蚀的Mo元素也出现了脱溶现象，明显加剧了熔盐对合金的腐蚀作用。  
        关键词：熔盐;Hastelloy-N合金;腐蚀温度;扫描电子显微镜/能量扩散光谱   
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        发布时间：2021-03-03
      • 曾友石,杜 林,皮 力,吴胜伟,钱 渊,王广华,黄 豫,朱海云,刘 卫
        2015, 38(2): 020603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020603
        摘要：FLiNaK(LiF-NaF-KF)熔盐在高温熔盐堆或聚变堆的应用中面临着氚扩散渗透的问题。研究H2在FLiNaK熔盐中的渗透行为，能够为FLiNaK熔盐中氚的控制提供依据。氢同位素在熔盐中的扩散渗透特性测试系统主要用于测定熔盐中氢同位素的渗透行为，以获得氢同位素在熔盐中的扩散系数和溶解度常数等相关参数。通过该系统，本文对FLiNaK熔盐中H2的渗透、扩散和溶解等行为进行了研究。结果表明，受实验装置和实验方法的限制，H2在FLiNaK熔盐中的渗透主要以氢原子（或离子）的方式进行。在500?700 °C时，FLiNaK熔盐中H2的扩散系数与温度的关系满足：DFLiNaK-H=1.12×10?4exp(?66.40×103/RgT) (m2?s?1)，其扩散活化能为66.40kJ?mol?1。而对于FLiNaK熔盐中H2的溶解常数，其与温度的关系可表述为：KFLiNaK-H=2.1×10?5 exp(?0.94×103/RgT) (mol?m?3?Pa?1/2)。  
        关键词：FLiNaK熔盐;氢;渗透;扩散;溶解   
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      • 焦小伟,王 凯,何兆忠,陈 堃
        2015, 38(2): 020604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020604
        摘要：利用修改后的适用于固态熔盐堆的RELAP5/MOD4.0系统分析程序，对固态熔盐堆全厂断电ATWS (Anticipated Transient Without Scram)事故进行了分析。主回路系统进行了合理简化建模，模拟系统在全厂断电ATWS事故时非能动余热排出系统有效与否两种情况下的瞬态响应过程。分析结果表明：非能动余热排出系统在全厂断电ATWS事故初期作用不明显，但长期作用较明显，投入使用后最终将使堆芯温度和主冷却剂温度达到稳定；对于固态熔盐堆来说，即使非能动余热排出系统失效，燃料元件温度上升也很缓慢，给人员干预采取必要措施提供了超过20天的宽限时间。分析结果表明了固态熔盐堆在应对极端事件时具有高的安全性。  
        关键词：固态熔盐堆;全厂断电ATWS;非能动余热排出系统;RELAP5/MOD4.0   
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      • 夏少雄,王家群,潘晓磊,李亚洲,胡丽琴
        2015, 38(2): 020605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020605
        摘要：铅冷快堆是第四代核能系统推荐堆型之一，世界上多个铅冷快堆采用非能动余热排出系统。非能动系统中作为驱动的自然力与阻力在数量级上接近，由周边环境、材料参数的变化引起的波动不可忽略，因此需要研究非能动系统可靠性。改进了常用的响应面分析法，并应用于中国铅基研究堆反应堆容器空气冷却系统(Reactor Vessel Air Cooling System, RVACS)中。分析中使用流体计算软件Fluent模拟中国铅基研究堆RVACS系统的余热排出过程，研究了输入参数的不确定性对系统可靠性及反应堆安全产生的影响。在大量模拟数据的基础上结合神经网络法建立了输入参数不确定性和结果不确定性之间的映射关系，并以此分析RVACS非能动失效概率。分析结果表明在全厂断电的情况下，RVACS四组并联排热管中的两组也能够可靠地导出反应堆余热。  
        关键词：中国铅基研究堆;反应堆容器空气冷却系统;可靠性分析;不确定性   
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      • 张小英,姚婷婷,李志威,黄 凯
        2015, 38(2): 020606. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.020606
        摘要：研究堆芯熔融物对压力容器壁面的动态烧蚀，对于反应堆冷却剂严重丧失事故(Loss of coolant accident, LOCA)后果的预测以及缓解方案的设计具有重要意义。本文以AP600为研究对象，在假设冷却剂全部丧失事故工况下，采用堆芯熔融物两层结构模型，计算熔池对壁面的加热；建立压力容器壁面的非稳态二维传热模型，并考虑安全壳水池对压力容器外侧的冷却，采用移动边界模型模拟烧蚀引起壁面局部厚度变薄；计算了堆芯熔融物坍塌后15000s范围内，压力容器下封头壁面温度和厚度的变化。  
        关键词：反应堆;冷却剂丧失;堆芯熔融物;压力容器;壁面烧蚀   
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        发布时间：2021-03-03
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