最新刊期
      2015 年 第 38 卷 3 期

        同步辐射技术及应用

      • 周晓艳,汪 冰,陈汉清,王海龙,陶 冶,欧阳宏,丰伟悦
        2015, 38(3): 030101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030101
        摘要：应用同步辐射真空紫外圆二色光谱、紫外-可见及红外光谱等技术研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)与腐殖酸(Humic Acid, HA)在水溶液中的相互作用，探讨了不同配比、溶液pH及不同温度条件下GO与HA之间的相互作用对GO在水溶液中形态的影响。研究表明，一定条件下GO在水溶液中显示出圆二色性，其强弱与GO在水溶液中的形态结构有关。HA可通过极性相互作用和π-π相互作用吸附在GO表面，形成GO-HA复合物，改变体系的圆二色性，这种影响与二者的质量比、水环境pH和温度相关。GO-HA与GO相比，厚度增加，分散性提高，圆二色信号降低；GO-HA体系pH值升高和温度降低，有利于GO-HA折叠构象的形成，使得体系的圆二色信号升高。  
        关键词：氧化石墨烯;腐殖酸;相互作用;同步辐射圆二色谱   
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        发布时间：2021-03-03
      • 张志刚,赵玉彬,徐 凯,郑 湘,李 正,赵申杰,常 强,侯洪涛,马震宇,罗 琛,毛冬青,是 晶,王 岩,刘建飞
        2015, 38(3): 030102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030102
        摘要：同相/正交(In-phase/Quadrature, I/Q)解调技术广泛应用于射频信号相位控制系统。I/Q器件存在固有误差，如直流偏置、幅度不平衡、相位不平衡和电路长度不等。这些误差会导致输出的I/Q轨迹呈椭圆，相位为非线性，影响相位鉴别的精度。为减小误差带来的影响，提出一种基于I/Q解调技术的软件校准方法，并将此方法在自制基于贴片式芯片集成的I/Q解调印刷电路板上验证。测试表明，输出的I/Q信号经校准后相位误差≤±0.15°，幅度稳定度≤±1%，通道延时≤10 ns。此板卡设计和校准方法已在新升级的上海光源储存环高频束流丢失分析系统中的射频信号前端预处理中使用，各项指标均满足束流丢失分析系统中射频信号监测的要求。  
        关键词：同相/正交解调;相位不平衡;幅度不平衡;校准   
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        发布时间：2021-03-03
      • 朱 亚,邓荣兵,周巧根
        2015, 38(3): 030103. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030103
        摘要：跟据用户的实验要求，本项目为上海光源中产生低轴功率密度的同步辐射光设计了新型波荡器EPU200 (Elliptically Polarized Undulator)。EPU200是首台拥有8排磁化块、可以产生椭圆极化辐射并降低轴功率密度的纯永磁波荡器。其8排磁排列安装在4根铝梁上，每个磁化块固定件上安装两块磁化块，其磁结构的机械结构和安装十分复杂。磁结构对波荡器的品质有很大影响，首先设计EPU200的磁结构的机械结构，根据磁化块的排列通过Radia程序计算出磁化块的最大受力，并通过ANSYS Workbench对磁结构进行力学分析，得出该结构中磁化块的位置变形量，从而验证该机械结构的可行性。  
        关键词：新型波荡器;磁结构;机械设计;有限元分析   
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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

      • 李 磊,李晓燕,黄 玮,蒋树斌,伍晓利,杨桂霞
        2015, 38(3): 030201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030201
        摘要：蒙特卡罗方法是目前准确的吸收剂量率计算方法，但其较长的模拟耗时阻碍了它在工业钴源辐射加工和辐照实验中的应用。模拟耗时、模拟精度以及模拟值与实测值的相对偏差是表征蒙特卡罗计算效率的重要指标。针对8.4PBq的单板钴源辐照装置，讨论了并行线程数、记数方法、记数栅元尺寸、γ致电子的处理方式和截断能5种参数对蒙特卡罗程序MCNP吸收剂量率计算效率的影响。利用实验测量结合模拟试算的方法，给出了在保证一定精度和相对偏差前提下，使得模拟耗时最少的参数组合，提高了MCNP计算效率。结果如下：超线程模式下的并行计算、*F6记数方法、栅元边长为1cm、γ输运模式、γ截断能为100keV。  
        关键词：单板钴源辐照装置;吸收剂量率;MCNP;计算效率   
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        发布时间：2021-03-03
      • 王 胜,杨 静,田丽霞,于胜楠,曹兴忠,潘福生,姜忠义,于润升,王宝义,张 鹏
        2015, 38(3): 030202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030202
        摘要：应用正电子湮没寿命谱(Positron annihilation lifetime spectroscopy, PALS)和正电子湮没符合多普勒展宽能谱(Coincidence Doppler broadening energy spectroscopy, CDBES)等正电子湮没谱学技术能从微观尺度上对聚合物-金属有机骨架材料杂化膜的微观结构进行表征。结果表明，随着金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)添加量的增大，杂化膜中较小的和较大的自由体积的尺寸都减小了；杂化膜的正电子湮没符合多普勒展宽能谱显示，MIL-101 (Material Institute Lavoisier-101)亚纳米粒子的加入使得正电子在聚二甲基硅氧烷(Poly (dimethyl siloxane), PDMS)氧原子上的偏向湮没效应减弱，部分正电子与来自MIL-101亚纳米粒子中金属原子的电子发生湮没，表明MOFs加入改变了聚合物基体自由体积周围的化学环境。  
        关键词：正电子湮没;自由体积;杂化膜;金属框架材料填充聚二甲基硅氧烷   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 李 强,曾国强,蔡 军,陈明明,马英豪,涂传火,谭承君
        2015, 38(3): 030401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030401
        摘要：本系统实现了放射性气溶胶的连续在线监测，并详细论述了放射性气溶胶连续监测仪的装置结构、硬件电路、执行流程及异常处理等方面的设计。系统采用IPC+ARM的控制结构，并嵌入数据库SQLite存储海量核数据等信息，提高了系统稳定性和执行效率。将多道能量甄别获得的数据用α/β比值法处理后，合理地嵌入ISO 11929-5推荐的多种方法，提高了浓度测量精度及响应时间。该监测仪已在核设施场所中长期稳定地运行。  
        关键词：放射性气溶胶;连续监测;IPC+ARM;SQLite;ISO 11929-5   
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        发布时间：2021-03-03
      • 张志新,高大庆,史春逢,黄玉珍,陈又新,封安辉,闫怀海
        2015, 38(3): 030402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030402
        摘要：以兰州重离子加速器冷却储存环(Main Cooler Storage Ring at Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL-CSRm)四极铁电源为例，介绍了一种大功率数字脉冲电源的模块化设计方法。采用了模块化标准化设计原则，大幅度降低了电源尺寸，提高了原部件集成度和功率密度，对电源进行了热分析。搭建完成了一台样机，通过样机验证，测试了电源热分布及电磁兼容性EMC (Electro Magnetic Compatibility)性能。测试结果表明，这种模块化结构达到了设计要求。  
        关键词：高功率密度;脉冲电源;模块化;热分析;电磁兼容性   
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        发布时间：2021-03-03
      • 肖松文,孙 远,韩庆夫,周爱玉,朱 涛
        2015, 38(3): 030403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030403
        摘要：针对中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source, CSNS)多功能反射谱仪反射臂对重负载、大行程及高精度的运动要求，采用气浮支承加摩擦轮驱动的组合结构。先通过气浮支承实现反射臂与地面之间无接触无摩擦，再通过摩擦轮驱动实现反射臂绕着样品台中心进行精确定位运动。为验证该方案的可行性进行气浮支承转动平台样机的研制，并通过对气浮支承转动平台的精度测试得知在全行程范围内其单向重复定位精度为0.00031°，单向定位精度为0.0009°。试验结果表明气浮支承加摩擦轮驱动的结构能够满足多功能反射谱仪反射臂的运动要求。  
        关键词：气浮支承;摩擦轮驱动;精度测试   
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        发布时间：2021-03-03
      • 鲁睿其,曾健平,赵豫斌,任海龙
        2015, 38(3): 030404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030404
        摘要：作为中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source, CSNS)谱仪之一的通用粉末衍射仪(General Purpose Powder Diffractometer, GPPD)采用二维位置灵敏探测器(Symptom Scale of Neurotransmitter Deficiency, SSND)探测中子入射位置和时间信息，并由后端电子学进行信号处理。中子信息以打靶时刻T0为时间参考点，电子学系统控制电路需要将接收到的T0信号低延迟、低抖动实时地传给下级电路。本文介绍了一种基于Spartan6系列FPGA的控制电路，采用Aurora协议通过光纤实时传输T0信号方案，并验证了此方案的可行性。  
        关键词：中国散裂中子源;通用粉末衍射仪;实时信号;抖动;Aurora协议;光纤   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 李长楷,汤晓斌,岳爱忠
        2015, 38(3): 030501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030501
        摘要：在处理核测井、辐射防护以及核医学等深贯穿问题时简单使用无偏方法会导致计算时间长且误差大。较新版本的MCNP程序在进行脉冲高度计数时可使用多种减方差技巧。本文使用蒙特卡罗程序代码MCNP5 1.51对包括Mesh-based权窗在内的多种减方差技巧的计算效率进行测试研究，旨在寻求较好的脉冲高度减方差技巧(Pulse height variance reduction techniques, PHVRT)来解决深贯穿问题中计数效率低的问题。计算表明使用DX球配合强迫碰撞生成的权窗可大幅提高计算效率，对各参数进行优化后又可进一步大幅度提高计算效率。最终得出使用Mesh-based权窗配合其他减方差技巧可以很好解决深贯穿问题计算效率低问题。  
        关键词：深贯穿;脉冲高度计数;减方差;Mesh-based权窗   
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        发布时间：2021-03-03
      • 李 奇,王世联,樊元庆,赵允刚,贾怀茂,石建芳,常印忠,张新军,陈占营,刘蜀疆,于伟翔
        2015, 38(3): 030502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030502
        摘要：为检验核素实验室对大气颗粒物滤材样品中放射性核素的分析能力，全面禁止核试验条约筹委会临时技术秘书处从2000年开始每年组织一次能力验证活动。2012年度核素实验室能力验证活动中，参考样品中添加了24种放射性核素（其中主要核素11种，次要核素13种），北京放射性核素实验室使用相对效率为76%的HPGe ?谱仪系统完成了样品的测量分析，准确识别出了11种主要核素和12种次要核素，主要核素活度测量结果准确，由95Nb/95Zr活度比推算的零时与参考值之间相差仅0.03d。  
        关键词：全面禁止核试验条约;滤材样品;能力验证;活度;零时   
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        发布时间：2021-03-03
      • 胡广春,向永春,伍怀龙,刘晓亚
        2015, 38(3): 030503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030503
        摘要：核取证学中材料成分分析、核恐怖事件中裂变产物分析和大样品活化分析等非破坏性测量中，探测效率刻度存在较大的挑战。本文解析了大样品多核素相对效率分析方法的基本原理，建立了基于多元素相对效率拟合方法。并通过某特殊形状铀辐照样品中裂变产物的特征峰信息，进行了双核素（母子体）和三核素（非母子体）效率拟合验证，研究表明多核素自刻度方法校准因子与母子体衰变校正因子在2%误差范围内一致。研究结果为特殊形状辐射样品无损分析技术奠定了基础。  
        关键词：相对效率;多核素;最小二乘法   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 孙 波,周金豪,佘长锋,龙德武,窦 强,胡伟青,李晴暖
        2015, 38(3): 030601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030601
        摘要：高温熔盐在熔盐堆和太阳能储能等领域有广泛的应用前景，为研究熔盐堆乏燃料后处理的氟化挥发过程中熔盐的传热特性，本文基于三元硝酸盐与导热油的对流传热实验装置，对熔盐在层流区的传热特性进行了研究。根据实验数据对努塞尔数Nu计算关联式进行了评价，并在Sieder-Tate关联式基础上，利用实验数据进行拟合得到了新的计算关联式。通过Fluent6.3平台对新Nu关联式进行验算。与换热器内的温度场分布对比，发现新Nu计算关联式能较准确地预测熔盐在层流区的传热特性。  
        关键词：熔盐;层流;传热   
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      • 皮 力,刘 卫,张东勋,钱 渊,王广华,曾友石,杜 林
        2015, 38(3): 030602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030602
        摘要：熔盐堆产生的氚在高温下透过结构材料管壁进入大气环境。为降低此危害，研究氚在堆结构材料中的渗透过程十分必要。针对熔盐堆常用的结构材料Hastelloy N、GH3535、Hastelloy C230、Hastelloy C276，本研究采用压力差驱动法，在400?700 oC和5?40 kPa的试验条件下，获得了氕、氘的渗透系数，并初步估算氚在该结构材料中的渗透。结果表明：氕、氘在镍基合金中的渗透通量与气体压力的平方根成正比，渗透系数随温度增大，与温度倒数的关系符合阿伦尼乌斯公式；氕、氘在成分相似的GH3535和Hastelloy N中渗透系数接近，与其它两种合金材料中渗透系数都在一个数量级内，在相同温度下两者渗透系数比值接近1.4，符合经典扩散理论；在400?700 oC内，氚在4种镍金合金中渗透过程的指前因子为1.1×10?7?1.6×10?7 mol?m?1?s?1?Pa?1/2，活化能为59?62 kJ?mol?1。  
        关键词：氢同位素;熔盐堆;结构材料;渗透系数   
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      • 朱兴望,王 帅,彭 超,何兆忠,陈 堃
        2015, 38(3): 030603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030603
        摘要：熔盐堆作为第四代反应堆论坛推荐的6种候选堆型之一，具有输出温度高、能量密度高、无水冷却等特点。固态钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor with Solid Fuel, TMSR-SF1)堆芯大部分结构材料为石墨，冷却剂杂质及石墨材料中的13C和杂质N、O易被活化产生14C。14C半衰期较长，同其他稳态核素12C、13C一样广泛参与各种复杂的生物循环，在反应堆中受到关注。TMSR-SF1中的14C广泛分布于冷却剂、堆芯石墨结构材料和燃料元件。本文采用输运燃耗耦合方法，应用SCALE6.1的TRITION控制模块对反应堆各区域的14C放射性活度进行计算分析，结果表明，反应堆在正常运行工况下一回路每年产生的14C放射性活度为0.34 TBq，满足现有的压水堆、重水堆管理限值要求。向环境释放的14C主要来自于一回路熔盐中N杂质的活化。  
        关键词：钍基熔盐堆;14C;产生;释放   
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      • 霍启军,周 涛,李云博,李精精
        2015, 38(3): 030604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030604
        摘要：液态铅铋合金(Lead Bismuth Eutectic, LBE)自然循环流动的研究，有助于解决加速器驱动的次临界反应堆(Accelerator Driven Sub-critical systems, ADS)中冷却剂的流动稳定性及传热问题。运用析因分析方法，分析液态铅铋合金自然循环流动的不同影响因素及其因素间交互作用。结果显示，在对流速的影响中，管径大小影响所占的百分比贡献率最大，其次是温差的影响，之后是温差和管径交互的影响，最后是高度差和管径的交互影响。其他因素及其他因素间交互作用对流速的影响可以忽略不计。  
        关键词：液态铅铋合金;自然循环;析因分析   
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      • 张 鹏,张哲维
        2015, 38(3): 030605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030605
        摘要：核电站中乏燃料储存格架用到的中子吸收材料需要兼具结构和功能一体化的要求，本文提出用碳纤维Cf增强B4C/Al中子吸收复合材料。利用Monte Carlo方法对碳纤维增强铝基碳化硼中子吸收材料(Cf/B4C/Al)的中子透射率进行模拟计算，研究B4C含量、Cf含量、不同能量中子入射以及材料厚度变化时对中子透射率的影响，并与B4C/Al材料进行比较。结果表明，在1 eV?0.1 MeV能量范围的中子入射下，当B4C含量小于35%时，加入碳纤维能明显改善B4C/Al材料的中子屏蔽性能；在100 eV中子入射下，材料的中子透射率随B4C含量增加呈现指数下降；且Cf/B4C/Al材料的中子透射率随碳纤维含量增加持续降低；当Cf含量达到10%时，材料中子透射率降至最低，之后趋于平稳。通过模拟计算，得到Cf/B4C/Al材料的各组分的最优配比为35vol.% B4C和10 vol.% Cf。  
        关键词：Cf/Al/B4C材料;MCNP;中子透射率;组分设计   
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