最新刊期
      2015 年 第 38 卷 8 期

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 王 科,杨治勇,廖树清,代志勇
        2015, 38(8): 080201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080201
        摘要：脉冲紧线磁轴测量方法中绷紧金属丝线在自身重力作用下产生的下垂会对测量结果产生重要影响。文中对丝线的下垂曲线进行了推导，获得了丝线下垂曲线方程，并且通过实验进行了验证。在此基础上，建立了丝线振动数值分析模型，对实际测量布局中金属丝下垂产生的信号进行了系统而详细的分析，得出丝线下垂对磁轴测量结果的影响。为减小丝线下垂引入的测量误差，可以通过对测量结果进行修正、采用新的定位方法、搭建竖直测量平台三方面着手。  
        关键词：脉冲紧线;螺线管线圈;丝线下垂;悬链线;磁轴测量   
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        发布时间：2021-03-03
      • 鲁昌兵,许 鹏,鲍 杰,陈雄军,任 杰,聂阳波,王 琦,张奇玮,王朝辉,阮锡超
        2015, 38(8): 080202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080202
        摘要：为研究快中子照相空间分辨率和反差灵敏度对细节灵敏度技术指标的影响，实验采用控制变量对照方法，加工了相同深度不同孔径和相同孔径不同深度的聚乙烯和铅样品，得到了不同条件下快中子照相照片，经过图像处理，分析得出细节灵敏度受空间分辨率和反差灵敏度综合影响，当孔径较小时，空间分辨率起主要作用；当孔径较大时反差灵敏度起主要作用，最后给出了细节灵敏度的初步参考结论。  
        关键词：快中子照相;细节灵敏度;空间分辨率;反差灵敏度;图像处理   
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        发布时间：2021-03-03
      • 姜志刚,王和义,袁永刚,陈 华
        2015, 38(8): 080203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080203
        摘要：充分了解气体放大倍数特性对正比计数器的设计和使用非常重要。球形组织等效正比计数器(Tissue Equivalent Proportional Counter, TEPC)在辐射防护领域具有广泛应用，有必要对TEPC气体放大倍数进行分析，以指导探测器的设计和运行。本文设计了Benjamin结构的TEPC，采用有限元法分析该球形TEPC内的电场分布，验证了Benjamin结构TEPC具有均匀的电场分布和气体放大倍数分布。利用Garfield程序和ANSYS软件模拟计算了一定工作条件下TEPC的绝对气体放大倍数。使用Benjamin结构的球形TEPC和内置241Am α源进行了放大倍数实验测量并与模拟进行了对比。结果表明，Garfield程序和ANSYS相结合模拟计算的TEPC绝对气体放大倍数结果与实验测量结果符合较好，可用于TEPC探测器气体放大倍数计算，为探测器的设计和运行提供参考。  
        关键词：球形组织等效正比计数器;Benjamin结构;ANSYS;Garfield;绝对气体放大倍数   
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        发布时间：2021-03-03
      • 于天君,陆元荣
        2015, 38(8): 080204. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080204
        摘要：北京大学自主研制了基于射频四极(Radio Frequency Quadrupole, RFQ)强流氘束加速器。为满足该加速器稳定运行的要求，设计了一套低电平控制系统，系统主要包含自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)和自动频率控制(Automatic Frequency Control, AFC)两种方式，可实现对腔体频率、进腔功率的自动控制和手动控制。为保证安全、稳定运行，对SWR (Standing Wave Ratio)、限位信号进行监测，通过RS232协议和LabVIEW界面实现HMI (Human Machine Interface)，亦可实现与PLC (Programmable Logic Controller)的无缝对接。连续闭环运行表明，控制系统对场幅度和相位的控制精度能够达到±1%和±1°之内，证明该低电平控制系统达到了RFQ加速器对各路功率和腔体频率稳定控制的要求。  
        关键词：RFQ加速器;低电平控制系统   
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      • 李 浩,刘昌龙
        2015, 38(8): 080205. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080205
        摘要：采用磁控溅射技术在蓝宝石基底上制备了ZnO薄膜，并对样品在氧气氛下进行了热处理，然后采用不同能量、剂量的Ag离子注入ZnO薄膜中，形成Ag纳米颗粒。利用X射线衍射、光致发光、紫外可见吸收等技术详细地研究了样品的结构与发光性质。结果表明，未注入的ZnO薄膜在380 nm和610 nm处出现发光峰，分别对应ZnO激子峰与深能级缺陷峰。Ag离子注入ZnO样品的激子发光峰增强，并在400 nm和430 nm左右处出现新发光峰，同时深能级缺陷引起的发光峰减弱。在N2气氛下退火处理后，Ag离子注入ZnO样品在400 nm处的发光峰消失，430 nm左右发光峰减弱。Ag离子注入ZnO薄膜中合成了Ag纳米颗粒，观察到了Ag纳米颗粒的等离子共振效应。对Ag纳米颗粒和离子注入产生的缺陷、ZnO发光性质的影响给出了解释。  
        关键词：ZnO薄膜;Ag纳米颗粒;离子注入;缺陷;光致发光   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 官龙腾,尹聪聪,张 宁,张福春,刘 婷,李勇平
        2015, 38(8): 080401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080401
        摘要：针对钍基熔盐堆分布控制系统(Distributed Control System, DCS)中数字超声流量计的实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System, EPICS)网络接入需求，本文提出了一种数字以太网接口设计方案，实现上位机操作员接口(Operator Interface, OPI)层面的流量数据实时监测。硬件使用DM9000以太网芯片，扩展连接到TMS320F28335为控制器的数字化超声流量计平台上。DCS软件设计以超声流量计作为客户端，与运行EPICS服务器程序的上位机构成客户端/服务器结构，自检结果表明，二者之间可进行可靠的传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)通信。在流量标定平台上的实际测试进一步验证了超声流量计与上位机实时数据通信的可靠性，实现了EPICS环境下超声流量计的网络化功能。  
        关键词：分布式数控系统;网络接口;TMS320F28335;超声流量计;DM9000   
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        发布时间：2021-03-03
      • 方 方,余松科,李 婷,汪 栋
        2015, 38(8): 080402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080402
        摘要：对于氡室废气的处理，常利用活性炭吸附来降低氡室排放废气的氡浓度，但活性炭的吸附能力有限，当氡室废气浓度较高时会对氡室周围环境造成放射性污染。如果让氡废气在氡室内自然衰变，会因为氡较长的半衰期而耗费时间，造成氡室标定周期长，降低了氡室的利用率。因此提出一种氡室废气处理方案，经过理论分析和实验验证。结果显示，该系统不仅能解决氡室废气排放过程中存在的污染问题，降低对活性炭的依赖；同时能在短时间内降低氡室内氡废气的浓度，缩短废气排放的时长。整个系统的低负压状态也确保了氡室在运行过程中的安全性，因此该氡室废气处理系统实现了预期目标。  
        关键词：氡室废气;废气排放;废气污染;安全运行   
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        发布时间：2021-03-03
      • 张永杰,余玉洪,周 勇,孙志宇,方 芳,陈俊岭,刘 杰
        2015, 38(8): 080403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080403
        摘要：寻找暗物质粒子是目前最有影响力的前沿课题之一，广泛受到世界各国重视。我国启动了暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particles Explorer, DAMPE)先导专项，致力研究这一科学问题。暗物质粒子探测卫星有效载荷由塑闪阵列探测器(Plastic Scintillator Detector Array, PSD)、硅阵列探测器、BGO (Bi2O3-GeO2)量能器以及中子探测器组成，用于探测5 GeV?10 TeV高能电子、γ及重离子能谱。中国科学院近代物理研究所承担了塑闪阵列探测器的研制工作，塑闪阵列探测器由82根塑闪单元模块采用横竖交叉结构组成，主要协助BGO量能器区分γ事件和电子事件，并作为硅阵列探测器的备份，探测Z=1?20的重离子事件。由于塑闪单元条模块存在较大的差异，所以搭建了一套具有较高测试效率的塑闪单元条批量测试平台，并对塑闪单元条进行宇宙线测试，得到其基本性能参数，如光衰减曲线、光衰减长度、相对光产额、能量分辨率以及探测效率。这为后续筛选出一致性较好并能满足功能需求的82根单元条提供了依据。  
        关键词：塑料闪烁体;衰减长度;相对光产额;探测效率   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 李 佳,雷豪志,代 彬,其其格,张 益,胡 钧
        2015, 38(8): 080501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080501
        摘要：本文研究了硅油对淀粉样蛋白和多肽积聚的影响，采用硫磺素T(ThT)荧光分析法和原子力显微镜表征。结果显示，5种淀粉样蛋白/多肽在含有硅油的体系中积聚更快、更充分，表明一定量的硅油能促进这些淀粉样蛋白/多肽的积聚。此外，研究了涡旋操作对硅油污染的引入。结果表明，涡旋能将离心管内壁的硅油引入溶液中，从而促进GAV9肽的积聚。  
        关键词：硅油;淀粉样蛋白;涡旋;积聚   
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        发布时间：2021-03-03
      • 于华伟,张 丽,侯博然
        2015, 38(8): 080502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080502
        摘要：为研究电子对效应对D-T可控中子源地层密度测量精度的影响，本文首先分析传统的化学源密度测井原理，其次研究中子次生γ射线发生电子对效应与康普顿散射的质量衰减系数差异，并使用蒙特卡罗模拟方法研究传统密度测井和中子次生源密度测量精度，计算其误差大小、分析误差来源和提出校正方法。结果表明，密度测井主要利用γ射线的康普顿散射，当使用中子次生的高能γ射线测量地层密度时，其精度比化学源方法低，这种误差主要是由于高能γ射线的电子对效应引起，最大可以达到传统方法的2.7倍；电子对效应对于地层岩性比较敏感，如果对衰减的γ信号进行岩性校正，则可以提高密度测量的精度。  
        关键词：密度测井;次生γ源;D-T可控中子源;康普顿散射;电子对效应   
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        发布时间：2021-03-03
      • 吴 军,杜跃斐,龙亚文,杜涵文
        2015, 38(8): 080503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080503
        摘要：质子治疗装置是国际上新型治愈肿瘤的大型医疗装置，其旋转机架(Gantry)有结构大、精度高的特点。中国科学院上海应用物理研究所为上海质子治疗示范装置研发了一种新型半回转的旋转机架。本文根据装置设计方西门子公司提供的电机参数，通过ANSYS的谐响应分析模块，进行电机振动对旋转机架治疗等中心点的谐响应分析，采用POST26与ORIGIN进行后处理与数据处理，找出两种典型工况下等中心点处的最大谐响应峰值以及出现最大峰值时对应的电机频率，为了解旋转机架结构在电机振动影响以及振动对旋转机架治疗精度的影响提供数据参考。  
        关键词：质子治疗装置;旋转机架;等中心点;谐响应分析   
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        发布时间：2021-03-03
      • 辜润秋,赖万昌,林宏健,阎荣辉,王 刚,张丽娇,祝美英,黄子舰,黄进初
        2015, 38(8): 080504. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080504
        摘要：γ能谱法鉴别钻井岩屑沉积岩类别，有助于解决沉积岩小类划分困难以及化学分析时间长等问题。介绍了通过低本底?能谱法测定钻井岩屑中的天然放射性核素K、U、Th含量来划分泥岩中的深灰色含灰泥岩、深灰色灰质泥岩以及灰色灰质泥岩的方法。分别选用1.37–1.56MeV、1.66–1.86 MeV以及2.41–2.81 MeV能区的计数率来代表K、U、Th的放射性强度。利用SPSS (Statistical Product and Service Solutions)软件对这三种泥岩的K、U、Th计数率以及总计数率对岩石岩性进行费歇尔判别分析，其岩性识别正确率分别为100%、76.47%和60%。由实验可得，根据K、U、Th及总的计数率基本可识别深灰色含灰泥岩，而对于深灰色灰质泥岩以及灰色灰质泥岩的识别效果较好，但不能完全区分。  
        关键词：γ能谱法;岩芯分析;判别分析   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 彭 超,朱兴望,张国庆,何兆忠,乔延波,陈 堃
        2015, 38(8): 080601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080601
        摘要：氟盐冷却高温堆(Fluoride-salt-cooled High-temperature Reactor, FHR)是以熔融的氟盐(2LiF-BeF2, FLiBe)作为冷却剂、TRISO (Tri-structural Isotropic)颗粒为燃料、石墨为慢化剂的热中子反应堆。FLiBe冷却剂中的6Li、7Li、9Be和19F等核素在中子的辐照下产生氚。氚于高温下在金属材料中具有较强的渗透性，可能对操作人员及公众造成放射性危害。氚与F原子结合生成具有强腐蚀性的TF，可能影响结构材料的力学性能和使用寿命。本文采用SCALE5.1和SCALE6（包括6.1、6.1.2和目前最新发布版本6.1.3，后文若无特别说明，SCALE6均指此三个版本）中的TRITON (Transport Rigor Implemented with Time-dependent Operation for Neutronic depletion)模块计算了典型FHR的产氚量。计算结果表明，在Li元素的产氚计算中，SCALE6的TRITON模块由于对Li元素处理不当，给计算结果带来较大差异，影响了计算的正确性。在计算9Be和19F的产氚量时，由于不同版本的SCALE采用不同的反应通道等原因，计算结果也存在差异。综合分析表明，通过SCALE计算FHR产氚量时应当优先采用SCALE6，为修正Li元素处理不当的问题，需使用TRITON中经COUPLE子模块更新整合后的截面库（TRITON 默认为ft33f001）来单独运行ORIGEN-S模块。  
        关键词：氟盐冷却高温堆;熔融的氟盐;氚;SCALE;TRITON   
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        发布时间：2021-03-03
      • 梅华平,吴庆生,韩 骞,陈建伟,黄群英,吴宜灿
        2015, 38(8): 080602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080602
        摘要：分离嬗变目前看来是次锕系核素回收和处理的比较可行路径，嬗变燃料研究也是第四代核能系统和先进核燃料循环技术的研究热点。本文简要归纳了嬗变燃料研究的主要特点以及当前国内外的研究现状，建议我国大力发展相关技术，特别是快堆嬗变燃料。此外，通过分析铅铋快堆/加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System, ADS)的特点和传统快堆燃料性质，得出氮化物嬗变燃料是目前铅铋堆嬗变燃料优选方案的结论。对中国科学院正在建设的ADS嬗变系统，期望未来考虑开展氮化物燃料的辐照和嬗变性能测试。  
        关键词：铅铋堆;嬗变;燃料;次锕系核素;氮化物燃料   
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        发布时间：2021-03-03
      • 侯景景,王世庆,蔡 云,汪占河,向 茜,刘海峰
        2015, 38(8): 080603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.080603
        摘要：研究设计了基于中国实验快堆(China Experimental Fast Reactor, CEFR)的小型“行波”概念堆。采用中子输运程序MCNP和点燃耗程序ORIGEN2的耦合程序进行堆芯设计，重点研究了不同点火组件的富集度和不同布料方案对小型堆的物理参数的影响，设计堆芯寿期为30 a，并给出相应的倒料方案。不同点火组件富集度对比结果表明，小堆需要选取合适的富集度，富集度太低无法维持临界，而太高会影响堆芯增殖效应；而低泄漏和棋盘式布料两种方式对比结果表明，后者的增殖组件增殖效应明显高于前者。最终确定倒料周期为8 a，倒料三次，堆芯实现较长寿期，且整个寿期内反应性变化小，各组件燃耗深度相对均匀，组件平均卸料燃耗深度约为238 MWD/kgHM。  
        关键词：行波堆;MCNP;ORIGEN2;耦合;堆芯设计;小堆   
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        发布时间：2021-03-03
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