最新刊期
      2015 年 第 38 卷 5 期

        同步辐射技术及应用

      • 周永年,张招红,刘 平,顾颂琦,姜 政,李勇平,郑丽芳
        2015, 38(5): 050101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050101
        摘要：快速扫描X射线精细结构谱(Quick-scanning X-ray Absorption Fine Structure, QXAFS)是测定特定吸收原子近邻环境结构的一个强有力的工具，已广泛应用在固体物理、催化剂和蛋白质分子等领域。双晶单色器(Double Crystal Monochromator, DCM)是上海光源XAFS光束线站的关键设备，它能够将一定波长范围内的白光单色化，并将单色光束稳定出射至下游光学元件。上海光源XAFS光束线站数据采集程序是在LabVIEW环境下开发的，而其采用了步进电机的DCM控制系统则采用了基于分布式控制的实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System, EPICS)。由于运行环境不同，两者在装置联动时不可避免存在网络延时的缺陷并使得XAFS谱发生变形和不连续的问题。在EPICS环境下产生硬件触发信号并用其同步采集电离室和步进电机的信号，实现QXAFS数据的实时采集与控制。对标准铜箔样品进行了实验测试，结果表明该方法不仅可以保证系统获得较高的信噪比，而且可以在小于8 s的时间内获取一个完整的QXAFS谱，在小于500 ms时间内获得一个近边结构谱。该系统的实现对上海光源开展快速时间分辨的QXAFS实验具有重要的应用意义。  
        关键词：快速扫描X射线精细结构谱;实验物理及工业控制系统;双晶单色器;上海光源   
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      • 张春波,汪启胜,黄 胜,何建华
        2015, 38(5): 050102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050102
        摘要：同步辐射是由同步辐射装置产生的宽光谱、高通量、高准直、高亮度的优质光源，在许多领域已得到广泛应用。同步辐射光束的光斑大小是其最为重要的特性之一。常规测量光斑大小的方法是采用狭缝或刀片扫描光束，然后根据光强变化计算出光斑的大小，这种方式准确度高，但过程繁琐、效率较低。同步辐射光束照射到荧光靶上会形成可见光光斑，通过安装在光束线上的共轴摄像头可以获取光斑的图像信息。本文提出一种基于图像处理的光斑提取方法，能够快速提取光斑大小并显示光斑中心的位置以及光斑的对称性。测试结果表明：该方法能够实时地获取同步辐射光斑特征信息，且光斑尺寸在一定范围变化时具有较高的准确性，在光束线调试过程中可以作为一种有效的辅助测量手段。  
        关键词：同步辐射光斑;实时分析;数字图像处理;直方图;自适应阈值   
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      • 何 俊,岳军会,曹建社,陶 冶
        2015, 38(5): 050103. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050103
        摘要：在北京同步辐射装置光束线上，建立了一套基于时间相关单光子计数原理的纯度测量系统。该套系统能监视电子储存环中的束团纯度情况，能用于控制注入模式来满足时间分辨实验的需求。它能在几十秒到几分钟内得到电子束团沿全环分布，精度比束团流强测量系统高3个量级。测量结果表明，束团的纯度在注入后缓慢变差，在几个小时后将达到平衡，维持在10?4左右。系统的时间分辨能力受探测器、定时信号等因素的影响，对真实长度约为60 ps的束团响应为120 ps。  
        关键词：同步辐射;单光子;储存环;束团纯度   
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      • 黄章玲,任广益,陈裕凯,许伦铭,李腾麟,李为民,李裕熊
        2015, 38(5): 050104. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050104
        摘要：合肥光源(Hefei Light Source, HLS)是我国第一台专用同步辐射装置，它周围的辐射场是一个有方向性的瞬发混合场，辐射剂量水平随装置的不同运行状态而变化。针对改造后的光源，在原有单点监测系统的基础上，设计开发了一套基于Java动态页面(Java Server Page, JSP)技术的网络化辐射监测数据动态发布系统。系统用于监测HLS运行期间在工作场所和环境中产生的辐射剂量水平，并采用监测点分区化管理以及分区设定报警阈值。同时，该系统整合了加速器EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System)系统中的流强数据，实现了加速器运行状态与辐射监测数据的比较分析。目前该系统运行状况良好，方便了管理人员和用户对合肥光源的辐射监测数据进行实时监测和历史查询，也为加速器等其他大型核装置的辐射监测数据对公众公布提供了经验。  
        关键词：辐射监测;合肥光源;Java动态页面;动态发布   
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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

      • 王 雨,王洪立,贺林峰,魏国海,郝丽杰,刘蕴韬,韩松柏,陈东风
        2015, 38(5): 050201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050201
        摘要：能量选择中子照相是近年来新兴的中子照相技术，具有广泛的潜在应用前景。介绍了能量选择中子照相技术的基本原理，比较分析了机械速度选择器法、双晶单色器法、飞行时间法以及超镜和晶体过滤器结合法4种获取单色中子束的方法。介绍了能量选择中子照相技术在增强图像对比度、应力测量、织构分析以及相变过程研究等方面体现的优异特性和应用潜力。  
        关键词：中子照相;能量选择;应力;织构;相变   
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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

      • 唐方东,赵 超,何林锋,徐一鹤,陆小军
        2015, 38(5): 050301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050301
        摘要：环境中气载放射性碘监测仪参考响应的测量标准为131I放射性参考源，以滤网、活性炭滤纸和活性炭滤盒集成组成的放射性碘采集器为源载体，采用Na131I放射性溶液与硫酸铁反应产生气态碘，并模拟环境采样流速采集气载131I；采用实验方法标定高纯锗?谱仪对以放射性碘采集器为源载体的131I放射源的探测效率，据此测定131I放射性参考源的活度，作为现场校准用的测量标准。初步的实验结果表明，气载碘放射性监测仪参考响应的校准是可行的。  
        关键词：气载放射性碘;参考响应;碘采集器;测量标准   
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        发布时间：2021-03-03
      • 邱咏梅,但贵萍,文 炜,谭昭怡,曾俊辉,孙 宇,樊英武
        2015, 38(5): 050302. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050302
        摘要：为了分析测量退役反应堆堆材料中的14C活度，需要克服材料中14C制样的难点，基于智能化自动控制原理，研制一套14C制样系统。系统主要由缓冲器、解析室、催化床、吸附床和吸收床等部件构成。将样品在高温下有氧的气氛中完全分解，并将生成的气体通过催化氧化成CO2，用乳化闪烁液的固体悬浮法在液闪谱仪上测量14C放射性活度。研究结果表明，该方法对14C的探测限为0.0331Bq?g?1（石墨）和0.0218Bq?g?1（混凝土），全程加标回收率大于70%；整套仪器稳定性良好，能实现对反应堆堆本体材料中低浓度石墨和混凝土样品的制备，准确给出材料中14C活度，为反应堆退役提供重要数据参考。  
        关键词：14C;智能化;石墨;混凝土;堆本体材料   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 陈小猛,张羽中,艾宪芸,梁卫平,肖无云
        2015, 38(5): 050401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050401
        摘要：国内对于数字多道脉冲幅度分析器(Digital multi-channel pulse amplitude analyzer, DMCA)的核心技术现已有较好掌握，但随着转换增益的提高，数字化多道如何保证非线性技术指标达到要求，仍是一项亟待解决的关键技术问题。国际上采用抖动(Dither)技术实现了数字化多道1?2位的“位增益”，而国内仍未有Dither应用于DMCA相关研究的报道。本文针对数字多道脉冲幅度分析器的架构特点，提出了利用现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)产生和去除数字Dither信号的方案，通过DMCA的基线调整电路引入Dither信号，在实验中提高了系统的微分非线性，验证了这种方法的适用性。讨论分析了Dither对于DMCA非线性的作用机理，表明这种在DMCA中加入Dither的方法对于进一步提升DMCA的精度具有重要意义。  
        关键词：抖动技术;数字多道脉冲幅度分析器;现场可编程门阵列;线性反馈移位寄存器;微分非线性   
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      • 任海龙,赵豫斌,文双春,鲁睿其
        2015, 38(5): 050402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050402
        摘要：中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source, CSNS)中的多功能反射谱仪采用二维多丝正比室探测器(Multi-Wire Proportional Chamber, MWPC)来获取入射中子的位置信息。本文介绍了一种结构简单的MWPC位置读出方法。该方法采用挪威IDEAS公司的64通道电荷灵敏专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) VA64tap2.1，克服了传统方法硬件复杂、功耗大、成本高的缺点。另外，系统可通过测量阳极电荷量区分中子和γ射线，提高测量精度。在现有条件下对读出系统进行测试，测试结果表明：系统能完成读出任务，且所选ASIC芯片功耗低(每通道0.3 mW)、噪声小(<0.35 fC)、动态范围大(?200–+160 fC)、集成度高（单片64通道），可用于MWPC探测器的位置读出。  
        关键词：多丝正比室探测器;中国散裂中子源;专用集成电路;电荷测量;可编程门阵列   
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        发布时间：2021-03-03
      • 常 乐,刘龙祥,王宏伟,马春旺,曹喜光,张国强,刘应都
        2015, 38(5): 050403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050403
        摘要：实验研究了俘获门控中子探测器EJ339A的双脉冲波形特性，利用波形采样器进行波形记录，分析双脉冲时间差和PSD (Pulse Shape Discrimination)脉冲形状甄别和脉冲幅度谱。实验测量了EJ339A探测器中子俘获时间约为0.44 μs，同经验公式计算结果一致。数据分析表明，EJ339A俘获门控中子探测器对中子及伽玛射线的PSD甄别能力要弱于EJ301常规液闪探测器；通过分析PSD谱开窗后的中子和伽玛能谱，发现EJ339A能够分析n-p反冲脉冲和中子俘获脉冲的关联特性及入射中子能量信息，EJ339A探测器的中子探测效率和双脉冲测量效率较低。  
        关键词：俘获门控;闪烁体探测器;EJ339A;中子   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 夏 凯,孔华庭,崔之芬,张 瑜,潘 亮,诸 颖
        2015, 38(5): 050501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050501
        摘要：研究了在生物医学领域广泛应用的Fe3O4纳米颗粒与多种蛋白（包括白蛋白、纤维蛋白和免疫球蛋白等）的相互作用及其生物学效应，结果发现Fe3O4纳米颗粒与蛋白的相互作用存在蛋白种类选择性，对蛋白的吸附能力由强到弱依次为纤维蛋白>免疫球蛋白>白蛋白。形成的Fe3O4纳米颗粒-蛋白复合物有效地降低了纳米颗粒的细胞毒性。  
        关键词：Fe3O4纳米颗粒;蛋白;吸附;选择性;细胞毒性   
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        发布时间：2021-03-03
      • 徐利军,叶宏生,张卫东,林 敏,肖雪夫,陈细林,郭晓清,夏 文,陈义珍,陈克胜
        2015, 38(5): 050502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050502
        摘要：放射性废物桶分段γ扫描(Segmented Gamma Scanning, SGS)测量装置结构复杂，其测量对象即废物桶自身的放射性物质的分布、组成、活度范围以及堆积密度等差别较大，若对每类样品单独进行效率刻度，通常需要多个不同组成和体积庞大的刻度源，从而花费大量的时间和费用。通过对SGS装置的测量方法的研究，设计出以线状源法为核心的放射性废物桶标准源的基本模型，该模型由单个与废物桶相同高度的线状源插入废物桶中进行旋转测量形成，优点是放射性废物桶标准源内放射性核素与填充基质分开，结构灵活且安全性较高。通过实验测量结果和蒙特卡罗模拟的结果进行比较，验证其用于量值传递的可行性。  
        关键词：废物桶;分段γ扫描装置;校准;标准源   
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        发布时间：2021-03-03
      • 甘 林,李志宏,李云居,苏 俊,颜胜权,郭 冰,杜先超,吴志丹,曾 晟,金孙均,连 钢,刘建成,李志常,王友宝,白希祥,张伟杰,柳卫平,孙慧斌,李二涛
        2015, 38(5): 050503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050503
        摘要：94Zr的中子谱因子可用于研究93Zr(n,?)94Zr直接辐射俘获反应的激发函数和天体物理反应率，对研究s-过程的核合成有重要意义。现有的94Zr中子谱因子实验结果仍存在较大的差异。本工作在北京HI-13串列加速器Q3D磁谱仪上测量了12C+94Zr、13C+94Zr弹性散射反应及94Zr(12C,13C)93Zr单中子转移反应的角分布。通过对弹性散射角分布的仔细分析，拟合出了入射道和出射道的光学势参数，并结合扭曲波玻恩近似(Distorted wave Born approximation, DWBA)理论对转移反应的微分截面进行了理论分析，提取出94Zr的中子谱因子为2.60±0.20。  
        关键词：单中子转移反应;扭曲波玻恩近似理论;中子谱因子   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 张海青,林 俊,曹长青,朱天宝,朱智勇
        2015, 38(5): 050601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050601
        摘要：钍铀燃料循环以其优异的物理和化学特性，受到核能界的广泛关注。本文利用单群的点燃耗计算程序ORIGEN，分别研究了钍燃料在沸水堆(Boiling Water Reactor, BWR)、压水堆(Pressurized Water Reactor, PWR)和加拿大重水铀反应堆(Canada Deuterium Oxide Uranium, CANDU，又称坎杜堆)能谱中辐照时，232Th、233Th、233Pa、233U等核素生成量随中子注量率和中子能谱的变化规律，并探索了多次“辐照-冷却”循环对钍铀转化率的影响。计算结果表明，能谱相同时， 233Th和233Pa存量的最大值与注量率有关；233U存量的最大值与注量率无关，大概在注量（注量率×时间）为4×1016 n?cm?2左右；注量率相同时，能谱越硬，233U存量的最大值越大。采取循环“辐照-冷却”可以提高233Th-233U的转化率，对于相同的总辐照时间，每次循环周期内的辐照时间越短，相对于总辐照时间相同的单次辐照，转化率增量提高越明显；当总辐照时间超过两个月时，循环辐照对转化率增量的作用较小，与单次辐照不冷却相比，转化率相对增量不超过1倍。  
        关键词：中子注量率;中子能谱;钍铀转化率   
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      • 田 金,夏晓彬,彭 超,张志宏
        2015, 38(5): 050602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050602
        摘要：10-MWt固态钍基熔盐堆(Thorium-based Molten Salt Reactor-Solid Fuel, TMSR-SF)使用TRISO (Tri-structural isotropic)颗粒燃料元件，并采用熔融氟盐作为一回路冷却剂，附着在燃料元件上的熔盐有可能影响系统反应性。因此，需要分析在燃料元件的贮存过程中熔盐附着燃料元件对贮存临界安全的影响。使用SCALE6.1的TRITON (Transport Rigor Implemented with Time-dependent Operation for Neutronic depletion)模块对TMSR-SF堆芯建模并进行燃耗计算，使用MCNP对乏燃料贮存系统进行临界计算。分别考虑熔盐浸渗球形燃料元件和熔盐包覆在球形燃料元件表面两种典型情况下，熔盐附着对贮存系统反应性的影响。针对乏燃料贮存系统，以浸渗最大量，即熔盐体积是石墨体积的13.9%为前提，临界计算结果表明，熔盐浸渗入石墨基体贮存系统的反应性比熔盐包覆在球形燃料元件表面的贮存系统的反应性要大5%；与没有熔盐附着的情况相比，有熔盐附着的情况下贮存系统反应性要大15%。对乏燃料贮存系统的临界安全分析可知，两种典型的熔盐附着模型对贮存系统的反应性存在一定的影响，但无论是熔盐浸渗还是包覆，贮存系统仍处于次临界，意味着贮存系统在正常工况下是安全的。  
        关键词：钍基熔盐堆;乏燃料元件;熔盐浸渗;临界计算;临界安全分析   
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      • 王伟伟,陈晓华,夏立东,李海容,龙兴贵
        2015, 38(5): 050603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050603
        摘要：在惯性约束聚变氘氚冷冻靶制备中，对氘氚原料气中氕含量有严格限制。为控制少量燃料中氕含量，有必要开展相关氢同位素分离研究及工程研制。根据热循环吸附(Thermal Cycling Absorption Process, TCAP)原理及前期冷实验数据，研制了一套小型纯化热实验系统。系统内配置了一根长2 m、外径6.4 mm的钯/硅藻土填充柱用于对氕的过滤。按照纯化工艺设计，占总吸附量10%的原料气从填充柱一端输入，经过一次加热冷却循环后从柱另一端输出，氕在色谱柱内累积，进而实现原料气的纯化。经过纯化工艺初步探索，连续输入33次原料气后，柱内氕含量由12%累积到了52%，产品气中氕含量由12%降至3%，氘氚燃料回收率为82.5%，实现了柱内氕的有效富集，以及氘氚气体中氕的有效过滤。  
        关键词：氢同位素分离;循环吸附;氕浓缩;钯/硅藻土   
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