最新刊期
      2015 年 第 38 卷 9 期

        同步辐射技术及应用

      • 鲍 园,王 研,朱佩平,吴自玉
        2015, 38(9): 090101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090101
        摘要：衍射增强成像是一种功能强大的相位衬度成像技术，其信息分离研究一直都是研究热点。提出了一种简便的信息分离方法——余弦曲线拟合法(Cosine Fitting Radiography, CFR)，该方法具有简便、样品所受辐射剂量低等优点。利用同步辐射实验和蒙特卡罗仿真方法，从角度信号成像模型出发解释了此方法，同时从噪声传递角度分析了该方法的性能和给出定量的评价指标，建立了衍射增强成像和光栅微分干涉成像之间更直观的联系。对理解衍射增强成像系统的噪声行为和提高信噪比具有一定的参考意义。  
        关键词：衍射增强成像;噪声分析;余弦曲线拟合;蒙特卡罗仿真   
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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

      • 张 催,李公平,潘小东,魏绪波,商宏杰,饶 松,郑赛春,张益海
        2015, 38(9): 090201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090201
        摘要：X射线机是工业CT中使用最广泛的X射线源，但因阳极效应以及自身结构的限制，其射线强度空间分布不均匀，系统的研究和测量其射线强度分布对于实际应用十分必要。利用CsI(Tl)光电二极管探测器测量了射线强度在不同轴线上随角度的分布，给出了理论分析，并与蒙特卡罗法计算结果做了对比，提出了“展宽效应”，解释了边界射线强度分布展宽的现象。比较了大、小焦点射线强度分布的情况，给出了其在阴极末端出现差异的原因。结合其在竖直方向的射线强度分布以及对称性，给出了X射线强度的二维分布。结果表明，在张角20° (?10°?+10°)的范围内，射线强度分布均匀（最大相对偏差4.59%），张角越大均匀性越差，在阴极端边界射线分布出现外延。  
        关键词：强度分布;X射线机;工业CT;阳极效应   
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        发布时间：2021-03-03
      • 彭全岭,赖 嵘,杨向臣,徐风雨
        2015, 38(9): 090202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090202
        摘要：加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System, ADS)注入器I超导磁铁经过2012年模型磁铁（300 mm长磁铁）阶段后，因加速器物理设计需要，磁铁机械长度缩短到170 mm，截至到2014年共经过了三种结构类型的超导磁铁的研制。2014年7月在哈尔滨工业大学进行短磁铁的低温垂直测试，磁铁的各项性能指标都满足了设计要求，同时也验证了失超探测和磁场测量设备的可靠性。本文主要介绍170mm长短磁铁的物理及结构、电流引线、失超保护以及超导磁铁裸磁铁的低温垂直测试情况。目前有两块超导短磁铁，两个超导腔已装入到测试恒温器中，并实现了2.1 K下的低温运行，超导磁铁的运行平稳，电流引线常温端也无结霜现象。  
        关键词：螺线管;失超探测;垂直测试;持续电流效应   
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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

      • 牟婉君,李兴亮,余钱红,蹇 源,魏洪源,杨玉山
        2015, 38(9): 090301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090301
        摘要：为研究90Sr衰变子体对90SrTiO3固化体结构稳定性的影响，以C4H6O4Sr?0.5H2O、TiO2及ZrOCl2?8H2O粉体作为原料，按照化学计量比SrZrxTi1?xO3 (0≤x<1)设计配方，采用高温固相法制备一系列固化体。利用X射线衍射光谱(X-ray Diffraction, XRD)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)及红外(Fourier Transform Infrared, FT-IR)谱仪对制备固化体的物相、结构和微观形貌进行分析表征，并对其抗浸出性能和辐照性能进行了研究。结果表明，当x<0.5时，固化体为单一物相；当x≥0.5时，固化体中出现第二相。固化体中的Sr2+、Zr4+的浸出浓度随浸泡时间而增大，在浸泡42 d时，Sr2+的最大浸出浓度为0.006 5 ?g?mL?1，Zr4+的最大浸出浓度为0.01 ?g?mL?1。  
        关键词：钙钛矿;固化体;抗浸出性能;辐照   
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      • 曹 娟,李晓凤,吴贤海
        2015, 38(9): 090302. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090302
        摘要：从回收率、测量时刻和仪器选择等方面对《水中镭-226的分析测定》(GB/T 11214-1989)中规定的水中226Ra分析方法的改进进行了探讨。结果表明，在实验中，采用一个能反映前处理中样品损失的回收率可以提高分析结果的准确度；最佳测量时刻为氡气进气完毕后的3?4 h；测量分析了用便携式AB-5R型测氡仪替代标准中要求的FD-125型室内氡钍分析仪的多种样品测试指标，验证了替代的可行性，为现场快速检测和标准的后续更新提供一定的技术参考。  
        关键词：226Ra;射气闪烁;回收率;测量时刻;测氡仪   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 冉建玲,卢小龙,马占文,王 伟,张 杰,王 洁,孟繁良,张 宇,姚泽恩
        2015, 38(9): 090401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090401
        摘要：提出了一种由聚乙烯(Polyethylene, PE)转换器、微通道板(Microchannel Plate, MCP)电子增强器和CCD (Charge-Coupled Device)相机组成的快中子照相像探测器新方案。采用Geant4软件模拟研究了14.5 MeV快中子入射在PE转换器上的出射质子产额、能谱随PE厚度的变化规律，确定了PE转换器的厚度范围和转换效率等重要参数。模拟结果显示，PE转换器的厚度应该选择在2.5 mm左右，此时的转换效率约为0.37%。采用Geant4软件模拟了14.5 MeV快中子入射在PE转换器的质子输运和质子在MCP中电子的产生和倍增过程，给出了MCP输出的电子束斑图像。模拟结果显示，由PE和MCP组成的转换器系统能将入射的快中子转换成电子束斑点阵信息，各电子束斑之间的界限清晰，单孔电子束斑直径略大于MCP孔径，即电子束斑点阵像素可以达到MCP孔径量级。  
        关键词：快中子照相;聚乙烯转换器;微通道板;电子增益;空间分辨   
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      • 刘 湘,王 炜,常劲帆
        2015, 38(9): 090402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090402
        摘要：KM2A (Kilometer-square Array)探测器阵列是LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory)主体探测器阵列之一，7000多个探测器和读出电子学在1 km2的实验范围内完全分离并均匀分布排列。在这样大型且分布不集中的高能物理实验中，简洁灵活可靠的电子学远程更新方案具有重要意义。KM2A读出电子学系统采用基于MultiBoot的远程更新方案，此方案实现了无需任何附加电路的远程更新及在线重加载，同时极大程度保证更新可靠性。  
        关键词：KM2A;远程更新;MultiBoot;互联网内容适配协议   
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        发布时间：2021-03-03
      • 鲁 艺,邱 东,李俊杰,邹德惠,荣 茹
        2015, 38(9): 090403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090403
        摘要：瞬时中子辐射损伤效应是评价电子器件抗辐射能力的一项重要指标。利用晶体管直流增益的倒数与中子注量呈线性关系这一特点，采用参数一致性好的硅双极晶体管3DK9D作为位移损伤探测器，通过在线监测晶体管直流增益随累积中子注量的变化，获得了双极晶体管对脉冲中子辐照的响应特性。结果表明，晶体管的瞬时辐射效应是电离损伤和位移损伤共同作用的结果。在相同累计中子注量下，瞬态辐照损伤效应远强于稳态辐照损伤结果。  
        关键词：双极晶体管;瞬时辐照效应;脉冲中子辐照;直流增益;中子注量   
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        发布时间：2021-03-03
      • 韩利峰,汪全全,邓辉宇,魏永波,陈永忠,刘桂民
        2015, 38(9): 090404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090404
        摘要：中国科学院钍基熔盐核能系统固态燃料堆(Thorium-based Molten Salt Reactor-Solid Fuel, TMSR-SF)的控制系统设计采用ABB公司800XA系列可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)硬件。800XA系列的PLC虽然控制器和I/O模块丰富，但唯独缺少反应堆棒控棒位系统中关键的步进电机控制器模块。利用ABB PLC丰富的现场总线接口，将AC500系列中的CD522步进电机控制器应用到系统中，实现了800XA基于Profibus-DP即插即用的配置。组态过程中通过对控制器输入输出寄存器的灵活分配，不仅实现了控制器功能的定制，而且简化了后续函数库编程。编写了脉冲输出和编码器功能函数库，实现脉冲输出控制和编码器计数两个主要功能，并对棒控棒位系统的硬件结构进行了可靠性分析。组态好的控制器各项参数可满足棒控棒位系统的要求。  
        关键词：钍基熔盐堆;CD522;棒控棒位系统;可靠性分析;Profibus-DP   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 刘蒙蒙,王 坤,陈 楠,王丽华
        2015, 38(9): 090501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090501
        摘要：放射治疗是生物医学中治疗恶性肿瘤的一种重要手段。放射治疗采用高剂量、高穿透性的X射线、?射线以及电子光子束辐照癌变的肿瘤细胞，通过破坏其脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)而将其杀死或破坏。但是，较高的放射剂量和较长的治疗时间会对生命体产生极大的生物毒性。为降低放射治疗的生物毒性，减弱放射治疗带来的副作用，靶向放射治疗成为放射治疗研究的热点。纳米金颗粒具备优异的辐射敏化性质和光学性质，同时兼具良好的生物相容性，因此纳米金协助的放射治疗迅速成为靶向治疗的重要发展方向。在体外以及前临床试验中，基于纳米金的多功能纳米体系，有效提高了肿瘤治愈率、降低了毒副作用并延长了病人的存活时间。本文总结了在靶向治疗中多功能纳米金体系的设计思路，重点综述了纳米金体系在体外实验及前临床实验中实际应用效果，并对其发展方向进行了展望。  
        关键词：放射治疗;纳米金颗粒;肿瘤   
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        发布时间：2021-03-03
      • 杜锡九,蒋舸扬,叶 斌,陈广花,陈建锋,沈立人
        2015, 38(9): 090502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090502
        摘要：多叶光栅是现代医用加速器的重要组成部分之一，其控制系统的稳定性和精确度直接影响手术中病人的生命安全。但目前国内的多叶光栅无论在稳定性还是在精确度上仍与世界先进水平相差甚远。为满足国内一台术中治疗加速器的研发需要，我们在传统多叶光栅控制基础上，利用可编程片上系统(System-on-a- Programmable-Chip, SOPC)技术对多叶光栅控制系统进行了软硬件重构，通过增加功能模块和改善电磁辐射防护等手段，研制了符合术中治疗加速器功能需求和机械安装尺寸的基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)芯片的全新控制系统。经测试，该控制系统功能完善，双路位置反馈可靠性高，测试结果满足国家现行对于多叶光栅系统性能要求，为术中治疗加速器的研制提供了可靠保证。  
        关键词：多叶光栅;粒子加速器;现场可编程门阵列;LabVIEW   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 陈 森,刘 余,田茂林,田文喜,秋穗正,苏光辉
        2015, 38(9): 090601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090601
        摘要：针对压水堆的复杂结构特点，对堆芯采用多孔介质模型，建立完整的压力容器堆芯模型，使用商用软件CFX对压力容器堆芯的热工水力特性进行数值模拟，得到偏环运行和典型事故工况下冷却剂的热工水力响应特性。计算结果表明：应用多孔介质模型能有效正确直观显示堆芯的冷却剂温度分布情况，在偏环运行工况下堆芯会出现偏心现象，而通过瞬态事故工况计算结果表明堆芯中上部冷却剂温度最高，对压水堆的热工安全具有一定指导作用。  
        关键词：压水堆;堆芯;多孔介质模型;瞬态工况   
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      • 梅 勇,王 驰,宋印玺,应秉斌,张波涛,龚圣捷,顾汉洋
        2015, 38(9): 090602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090602
        摘要：采用常温常压的空气和水，通过实验模拟研究了核电站CAP1400机组蒸汽发生器中疏水槽的疏水特性。实验中设计了不同倾角的疏水槽底板(3.5??5?)，并设置了不同的疏水入水孔数(36?136个)，通过控制进入疏水槽的疏水流量(13.8?138.1 m3?h?1)，研究不同底板倾角以及不同疏水入水孔数对疏水槽的疏水能力的影响。采用摄像仪对不同工况下疏水槽的水位进行记录，通过MATLAB图像处理的方法对疏水槽水位进行识别，提取出水位高度数据用于实验分析。实验结果表明，疏水槽中最大液位高度随流量呈线性升高；疏水槽入水孔数量对于疏水槽内最大液位高度的影响不明显；疏水槽底面倾角对于疏水能力的影响较小。  
        关键词：蒸汽发生器;疏水槽;液位高度;MATLAB图像处理   
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      • 葛志浩,彭勇升,吕逸君,邓维平,赵平辉
        2015, 38(9): 090603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090603
        摘要：采用Speziale-Sarkar-Gatski (SSG)雷诺应力模型对液态金属在堆芯子通道内的流动、传热过程进行计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)模拟，研究雷诺数(Re)、分子普朗特数(Pr)、格拉晓夫数(Gr)、节径比(P/D)等无量纲参数对湍流换热的影响。比较无量纲对流换热系数(Nu)可以看出，CFD预测值与实验值及经验关系式符合得较好。对各种不同无量纲参数下的计算结果进行分析发现：在P/D和Re数相同条件下，三角形子通道的壁面温度分布比方形更均匀，换热情况更好；提高Re数，增大P/D，选用Pr数大的冷却剂，可有效改善温度和换热的周向分布不均情况；在Re数大于10 000的条件下，浮力对液态金属换热的影响可忽略不计。  
        关键词：液态金属;SSG;子通道;湍流换热   
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      • 贺 丹,宋英明,邹树梁,徐守龙,王晓冬,朱志超,谭桢干,何志锋,王新林
        2015, 38(9): 090604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090604
        摘要：基于252Cf中子源，构建了反应堆结构屏蔽材料屏蔽性能测试装置设计模型。采用MCNP程序建立了测试模型，并逐次模拟计算屏蔽性能测试装置慢化层、中子防护层、γ光子防护层厚度。对于关键的慢化层，采用Geant4程序进一步验证MCNP程序的计算结果。通过分析模拟计算获得了最优屏蔽材料及厚度分别为：慢化层材料为石蜡，厚度为8 cm；中子防护层材料为聚乙烯，厚度为38 cm；γ防护层材料为铁，厚度为11 cm。模拟实验结果表明，所设计屏蔽性能测试装置能够满足中子慢化以及中子、光子防护的需要。  
        关键词：252Cf中子源;屏蔽性能测试实验装置;MCNP;慢化材料   
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      • 刘晶晶,王成章,徐志新
        2015, 38(9): 090605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.090605
        摘要：根据一级概率安全分析(Probabilistic Safety Analysis, PSA)的结果，安全壳内置换料水箱(In-containment Refueling Water Storage Tank, IRWST)子系统的初始设计导致安注管线破裂(Safety Injection Line Break, SI-LB)始发事件对堆芯损坏频率(Core Damage Frequency, CDF)有较大的贡献。本文提出了IRWST子系统的设计改进方案，将IRWST水箱内的滤网由两个(A/B)增加为三个(A/B/C)，并通过管线实现滤网之间的相互连接。通过重新构建故障树对改进后的IRWST子系统进行建模分析，并对相应的事件树以及一级PSA模型进行详细的定量化计算。结果表明，IRWST子系统这一改进能够显著降低堆芯损坏风险。IRWST子系统的改进将SI-LB始发事件的CDF降低了53.5%，将整个一级PSA的CDF降低了21.5%。  
        关键词：概率安全分析;安全壳内置换料水箱子系统;堆芯损坏频率   
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