最新刊期
      2015 年 第 38 卷 4 期

        同步辐射技术及应用

      • 陈 灿,佟亚军,许照乾,毛定立,肖体乔
        2015, 38(4): 040101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040101
        摘要：劳厄弯晶具有可有效降低高热负载的影响，同时对透射光可以再次利用，已作为高通量密度高能X射线(30 keV以上)聚焦、准直和单色化的最有效的分光元件。研究其色散特性，对发展高性能、多用途的劳厄弯晶单色器具有重要意义。采用自行发展的光线追迹软件对劳厄弯晶的色散特性进行了深入研究，得到衍射光能量随光斑的分布情况以及利用单块劳厄弯晶获得可聚焦不同能量射线束的选取方法，并推导了双光束中心能量及带宽的一般公式，为下一步更好地应用劳厄弯晶打下了基础。  
        关键词：X射线光学;劳厄弯晶;色散特性;光线追迹   
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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

      • 郑洪龙,庹先国,石 睿,阳 刚,邓 超,曹 文,刘 瑶
        2015, 38(4): 040201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040201
        摘要：在探测器晶体体积一定的情况下，HPGe探测器点源效率主要由γ射线能量、角度和探测距决定。利用极坐标对点源进行空间定位，试验测试了不同角度和探测距条件下137Cs和60Co点源的γ能谱，同时采用MCNP程序模拟计算HPGe探测器不同角度与探测距条件下γ点源效率，并与实验值进行对比和校正。结果表明，探测角度在0?9π/24，γ点源效率模拟值与实验值之间全能峰净计数的相对偏差均在8%以内。最后对γ点源效率模拟值进行多元非线性回归，确定了在特征γ射线能量下，以角度和探测距为因变量的点源效率函数及其参数。  
        关键词：MCNP;HPGe探测器;点源;探测效率;效率函数   
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      • 王琦标,庹先国,黄 红,马 桥,王 旭,邓 立,杨剑波
        2015, 38(4): 040202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040202
        摘要：针对r放射源非法携带转移的危害性，设计了一种适用于放射性敏感区域的?放射性门式检测系统。该系统首先采用塑料闪烁体探测器对放射性物质发出的?射线进行甄别，然后采用NaI(Tl)探测器阵列进行核素识别和初步定位经137Cs和60Co两个常用?放射源蒙特卡罗模拟验证，理论上其放射性检测下限可达370 Bq，并能有效地对放射性核素进行识别和初步模块化定位，对防止?放射源的非法转移具有很好的技术途径。  
        关键词：r放射性;门式检测系统;核素识别;定位   
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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

      • 吴婉滢,姚广超,张晓文,陈祝美,张晓峰,陈迪云
        2015, 38(4): 040301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040301
        摘要：采用丁二酸对稻草进行改性处理，系统研究了不同稻草添加量、pH值、吸附时间和吸附温度条件下，丁二酸改性稻草对水溶液中Th4+的吸附效果。结果表明当吸附剂投加量为0.50 g、pH=3.5、反应时间为30 min、钍溶液初始浓度为10 mg?L?1、温度为65 oC时，改性稻草对Th4+的吸附效果最好，去除率可达96%。傅里叶变换红外光谱分析揭示改性后的稻草样品添加了羧基、羟基、酯基的吸收峰。改性稻草的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学方程，其吸附性能的提高，认为是改性处理暴露了更多的木质素、纤维素内部多孔结构，及增加了木质素、纤维素上的特殊基团。  
        关键词：钍;丁二酸;改性稻草;吸附作用   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 刘少海,陈永忠,韩利峰
        2015, 38(4): 040401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040401
        摘要：冗余技术是提高EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System)在核电领域应用可靠性的有效解决方案。不同于当前采用的“热备用”冗余模式，本文借鉴IEC 62439-3标准所发布的并行冗余协议(Parallel Redundancy Protocol, PRP)阐述的“并行”冗余模式，分析了该协议的应用层实现方案用于EPICS系统的可行性，并参照EPICS的通道访问协议(Channel Access, CA)，在Linux系统下开发了基于PRP的EPICS CA协议软件。测试表明，基于PRP应用层协议方案的EPICS CA协议，在网络单点故障时可以实现无缝切换的高可靠性要求，为提高核电领域EPICS系统的通信网络可靠性，提供了实现方式。  
        关键词：并行冗余协议;核电;EPCIS;网络冗余;可靠性   
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      • 孙 远,周爱玉,肖松文,吴延岩,韩庆夫,朱 涛
        2015, 38(4): 040402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040402
        摘要：介绍了一种基于PLC (Programmable Logic Controller)控制器的中子束线开关控制系统设计和实现。该系统主要用于散裂中子源多功能反射谱仪，以PLC为控制核心，以步进电机为驱动部件，配以高精度圆光栅进行位置反馈，实现中子束线开关在大负载下的高精度定位。针对中子束线开关的工作位置的重要性和工作环境，对该系统的关键部件进行冗余设计，侧重防护检查和错误处理等，保证其安全可靠稳定运行。模拟测试结果表明，系统能安全处理各类错误状况，长时间稳定工作，空载条件下的系统重复定位精度达到16.2″，满足设计要求。  
        关键词：PLC控制器;中子束线开关;高精度   
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      • 焦仓文,邓 明,陆士立,袁 明,马艳芳
        2015, 38(4): 040403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040403
        摘要：为实现在铀、钍混合型矿床上准确测定铀含量之目的，开发了直径45 mm的小口径自然γ能谱测井仪。该γ能谱仪采用闪烁晶体探测器锗酸铋(Bi3Ge4O12, BGO)，晶体为?30 mm×100 mm；为减小死时间，从系统角度提出旨在提高数据吞吐率的基于双端口RAM加双CPU结构的仪器设计方案。针对自动稳谱难题，软件上采用基于133Ba自稳参考源的实时四能窗稳谱算法；硬件上基于温度粗调辅以光电倍增管(Photomultiplier Tube, PMT)高压调节的思想，测井仪开机阶段根据测井环境温度设定PMT高压初值，测井过程中根据谱漂移程度实时微调高压，两者结合自动稳谱精度有大幅度提高，结合Pb-Sn组合屏蔽低能γ射线解决了高含量铀矿体强γ射线对测井仪自动稳谱系统干扰的难题。经放射性标准模型站对谱仪进行多模型标定、死时间修正、水和铁套管吸收系数修正等检测，以及对能谱仪野外实际测试结果对比，结果表明，该小口径自然γ能谱测井仪检查测井异常相对误差不大于10%。  
        关键词：小口径;锗酸铋闪烁晶体探测器;自动稳谱   
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        发布时间：2021-03-03
      • 刘 烨,刘珍宝,后 接
        2015, 38(4): 040404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040404
        摘要：现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)在反应堆保护系统中得到越来越广泛的应用。中国科学院上海应用物理研究所的钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor, TMSR)核能系统先导项目拟采用FPGA技术开发数字化的反应堆保护系统，本文探讨使用FPGA设计TMSR保护系统的数字信号处理（模数转换芯片驱动、数字滤波、定值比较）以及逻辑处理（逻辑符合）功能模块，同时通过软件仿真和硬件测试，为FPGA功能验证和确认(V&V)打基础。软件仿真和硬件测试结果表明在TMSR保护系统内使用FPGA实现数字信号处理与逻辑处理在技术上是可行的。  
        关键词：现场可编程逻辑门阵列;数字化反应堆保护系统;逻辑处理;模数转换   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 麦锡源,张 锋,林 俊,王 鹏,朱智勇
        2015, 38(4): 040501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040501
        摘要：TRISO (Tristructural isotropic)颗粒的包覆层是通过喷动床化学气相沉积法制备的。本研究基于拟流体模型，应用Fluent软件对核燃料缓冲层包覆过程中颗粒性质随时间的变化进行了计算分析，考察了颗粒性质的变化对喷动床气固流动特性的影响。结果表明，随着缓冲层包覆过程中颗粒的直径增大和密度减小，喷泉高度减小，喷射区中的颗粒数量减小，喷射区中的气体升温速率降低，由此影响包覆效率。  
        关键词：TRISO颗粒;核燃料;喷动床   
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        发布时间：2021-03-03
      • 王飞飞,王海玲,俞海英
        2015, 38(4): 040502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040502
        摘要：本文介绍了基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture, CUDA)的图形处理器(Graphic Processing Unit, GPU)计算环境在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor, TMSR)设计平台的建立，并将反应堆球场计算软件SRAC (Structure Research and Analysic Corporation)的中子三维扩散计算模块移植到GPU上进行测试及结果验证。采用中心点差分方法推导出三维扩散计算的差分方程，并用超松弛迭代法(Successive Over Relaxation Method, SOR)求解φ，研究了SOR迭代算法的并行实现过程。结果表明，移植的GPU模块部分计算正确，计算速度得到有效提升，验证了TMSR设计平台在GPU计算环境下可正常工作。  
        关键词：图形处理器;统一计算设备架构;钍基熔盐堆设计平台;三维扩散计算;超松弛迭代法   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 唐延泽,郑海伟,陈玉爽,傅 远,唐忠锋,朱海华,孔祥波,王纳秀
        2015, 38(4): 040601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040601
        摘要：系统软件对熔盐堆冷却剂系统的整体模拟、瞬态分析和安全研究起到至关重要的作用。针对化工领域系统仿真软件HYSYS进行二次开发，植入熔盐物性，修改熔盐换热模型，利用软件已有模型（等效回路加热器模型）尝试分析其对熔盐冷却系统仿真的可行性。为验证修改后的软件的可靠性，对中国科学院上海应用物理研究所钍基核能中心硝酸盐熔盐(KNO3-NaNO2-NaNO3 Molten Salt, HTS)实验装置进行了系统仿真模拟，并与实验结果进行了对比。结果显示，扩展后的软件对熔盐冷却系统的分析研究具有较好的适用性。  
        关键词：熔盐系统;HYSYS软件;瞬态仿真;实验验证   
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      • 王 凯,蔡创雄,何兆忠,陈 堃
        2015, 38(4): 040602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040602
        摘要：硝酸盐自然循环回路(Nitrate natural circulation loop, NNCL)是研究熔盐自然循环特性的重要实验平台，可为氟盐冷却高温堆的非能动余热排出系统设计和验证积累经验。通过修改RELAP5/MOD4.0程序，对NNCL进行了系统分析，分析了不同加热功率、空气流量和入口温度等情况下的系统特性。结果表明，加热功率和空气流量是影响NNCL系统平衡温度和质量流量的重要因素，对系统稳态时的温度和流量有很大影响；自然循环达到稳定时所需时间较长，不同工况下需要8?27 h的稳定时间；在空气设计流量下，为了防止硝酸盐因温度过高而变质或因温度过低而凝结，加热功率应保持在20?40 kW。  
        关键词：自然循环;RELAP5/MOD4.0;非能动余热排出;硝酸盐   
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      • 张 宁,汪全全,郭 冰,孙雪静,徐海霞,陈永忠
        2015, 38(4): 040603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040603
        摘要：为了解冗余配置的高可用性(High Availability, HA)设备内部冗余单元的运行状态，以避免由于切换或冗余失效导致的严重后果或潜在风险，对基于EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System)仪控系统样机中冗余配置的可编程序控制器(Programmable Logic Controller, PLC)和组件进行了冗余状态监测方法研究。通过修改输入/输出控制器(Input/Output Controller, IOC)冗余组件代码及开发PLC状态变量读取程序的方法，分别获取到二者的冗余单元状态并发布在监控层终端。实验证明此方法在几乎不增加系统资源的情况下可长期监测冗余单元状态，为进一步提高仪控系统的可用性提供技术支持。  
        关键词：冗余;分布式控制系统;EPICS;高可用性;状态监测   
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      • 贺 建,朱志强,黄群英,汪 海,尚 华
        2015, 38(4): 040604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040604
        摘要：液态铅铋合金是加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System, ADS)反应堆主选冷却剂材料之一，阀门是高温液态铅铋实验回路的重要组成部件之一，它的流动阻力大小直接影响整个回路装置的结构设计与安全运行。基于液态铅铋流体测量技术实验回路PREKY，开展了Y型截止阀在液态铅铋堆典型工况下的阻力特性测量实验研究，利用压差变送器获得压差实验数据，并与理论计算结果进行对比分析，验证了实验测量方法的可行性和测量结果的合理性。另外，获得了流速1.2–2.0m?s?1内液态铅铋介质中Y型截止阀流阻理论计算指数x值为2.4，此值可直接应用于未来液态铅铋实验回路流阻计算与分析工作。  
        关键词：液态铅铋;Y型截止阀;PREKY;流阻   
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      • 许 锐,董 冰,付亚茹,梅其良,王德忠
        2015, 38(4): 040605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040605
        摘要：为对压水堆一回路源项进行准确分析，在研究了美国核管制委员会(Nuclear Regulatory Commission, NRC)发布的计算气体裂变产物释放产生比(Release to Birth Ratio, R/B)的ANSI/ANS-5.4标准及法国METEOR 1.5程序计算气体裂变产物释放产生比的方法后，分别利用几种方法计算了燃料棒在不同功率水平以及不同燃耗下的几种气体裂变产物的释放产生比，对几种方法进行了研究分析。结果表明，燃料棒的裂变产物释放产生比会随着其功率以及燃耗而增大，相较于美国ANSI/ANS-5.4-2011标准，法国METEOR 1.5程序方法更为保守，而NRC原有的ANSI/ANS-5.4-1982标准最为保守，计算出的释放产生比最大，ANSI/ANS-5.4-2011标准能较好地适用于压水堆核电站裂变产物释放份额的计算。  
        关键词：燃料棒;裂变产物;释放产生比;ANSI/ANS-5.4标准;METEOR 1.5程序方法   
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      • 徐 智,鲍 麒
        2015, 38(4): 040606. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.040606
        摘要：超温/超功率ΔT保护是压水堆电厂的重要保护功能，初步安全分析报告(Preliminary Safety Analysis Report, PSAR)技术规格书一章对其响应时间的测试有强制要求。基于IEEE388对保护系统响应时间测试的要求，根据超温/超功率ΔT保护的算法及标准设计方案，提出了AP1000超温/超功率ΔT保护响应时间的推荐测试参数，并重点分析了保护系统动态补偿对于响应时间测试的影响。分析发现动态补偿对于测量响应时间有一定的影响，为得到可信的、保守的测量结果，在进行超温/超功率ΔT停堆保护响应时间测试时，应该保留动态补偿环节。  
        关键词：AP1000;超温/超功率ΔT保护;响应时间测试;动态补偿;超前滞后   
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