最新刊期
      2016 年 第 39 卷 12 期

        核物理、交叉学科研究

      • 安恒,薛玉雄,杨生胜,庄凯,秦秀波,王俊
        2016, 39(12): 120502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120502
        摘要：高能带电粒子与航天器介质材料相互作用引起的深层带电现象，一直是威胁航天器安全运行的重要因素之一。随着航天器在轨飞行时间的增长，以及航天器飞行在中高轨道，其遭遇空间高能电子引起的介质深层充放电效应越来越严重。针对星用介质材料的深层充放电效应问题，提出了一种平板型多层结构的介质深层充放电分析模型，利用FLUKA仿真和带电分析程序分析了多层介质材料内部电荷沉积情况，研究了介质中叠合的金属层厚度和层数两个不同因素对充电电荷沉积的影响。仿真结果表明，建立的物理模型能有效地得到介质深层的电荷沉积分布特性，其研究结果可直接应用于空间辐射效应监测载荷中。  
        关键词：介质材料;深层充电效应;塑料基质电路板材料;电荷沉积;数值仿真分析   
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        发布时间：2021-05-24
      • 孙非非,朱传宝,袁万明,张爱奎,马忠元,郝娜娜,冯云磊
        2016, 39(12): 120501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120501
        摘要：通过采集哈日扎多金属矿区不同矿带不同岩性的样品，进行磷灰石裂变径迹年代学分析，探讨矿区的构造演化特征。磷灰石裂变径迹年龄于120-60.2Ma变化，具体可分为120-93Ma、78Ma和66-60Ma三个年龄组，较好地体现了该地区经历不同构造隆升剥蚀作用，120-93Ma和66-60Ma分别代表冈底斯地体、喜马拉雅地体先后于早白垩世、晚白垩世时期向北俯冲并与北侧地块碰撞-汇聚的体现，78Ma是区域上低级变质作用的反映。磷灰石裂变径迹模拟结果显示，不同样品地质热历史相似，分为三个阶段：160-90Ma、90-20Ma、20Ma至今，三个阶段分别隆升0.28km、1.40km、1.00km，总的隆升量为2.68km，第三阶段代表青藏高原及周缘新生代重大隆升期，是印度板块与欧亚板块碰撞后持续挤压和后期拉张环境下的整体强烈隆升。  
        关键词：裂变径迹;构造活动;磷灰石;东昆仑;青海省   
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        发布时间：2021-05-24
      • 刘超,于莉媛,王志刚,钱森,夏经铠,朱纳,高峰,安广朋,马毅超,党宏社,吴英蕾,杨洁
        2016, 39(12): 120503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120503
        摘要：使用高能电子辐照对GaN基蓝光发光二极管（Light Emitting Diode，LED）光电学性能的影响进行研究。高能电子束流分别对不同组别的LED样品进行辐照实验，并通过自动测控系统对辐照过程中LED的电流、光强、光谱峰值波长进行全程测控。随后，在室温无辐照环境下对上述不同组别的LED样品进行跟踪对比测试研究。实验结果表明，高能辐照对LED的改性有明显效果，具体表现在工作电流和发光功率变化时受辐照影响的稳定性有所改善，光谱峰值波长出现蓝移。同时，GaN基LED在辐照过程中是否通电对LED的光电学性能有显著影响。  
        关键词：高能电子辐照;GaN;发光二极管;光电学性能   
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        发布时间：2021-05-24

        核电子学与仪器

      • 张守杰,江新标,李达,余小任,苗亮亮,马燕
        2016, 39(12): 120401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120401
        摘要：有效剂量可解决航天员在空间飞行中所受质子辐射的危害比较与评价问题，在空间辐射危害评价中具有重要应用。为实现空间质子辐射有效剂量监测，针对空间各向同性质子辐射，利用蒙特卡罗程序设计了一种闪烁探测器。通过对探测器结构的特殊设计，在20-400 MeV能量范围内，各向同性质子在该探测器内沉积的能量与国际辐射防护委员会（International Commission on Radiological Protection，ICRP）116号报告提供的质子有效剂量基本成正比。通过探测质子沉积能量来监测质子辐射有效剂量，克服了直接测量有效剂量所存在的困难。对AP8MIN模型地球俘获带质子能谱与随机抽样质子辐射能谱，经数值计算，探测器给出的有效剂量与ICRP 116号报告给出的有效剂量的相对偏差均小于±8%。  
        关键词：空间质子辐射;有效剂量;蒙特卡罗模拟;闪烁探测器   
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      • 孟令杰,赖伟
        2016, 39(12): 120402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120402
        摘要：裂变电离室在工作时，其内部气体中持续地发生着电离和复合过程。为了进一步了解这些过程对探测性能的影响，需要从等离子体物理的角度来研究裂变电离室。借助BOLSIG+以及电流模式下微型裂变电离室的基本理论模型，计算了电极的几何尺寸、裂变率以及气体电离度等参数对探测器饱和区电压范围的影响，并对结果进行了讨论。此外，根据不同电离度情况下的计算结果，对高温导致探测器饱和区电压范围变小这一现象给出了一种可能的解释。  
        关键词：裂变电离室;电流模式;电压范围;饱和区   
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        发布时间：2021-05-24

        同步辐射技术及应用

      • 季庚午,张晓楠,杨迎国,赵滨,文闻,高兴宇
        2016, 39(12): 120101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120101
        摘要：有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性质、简单的制备工艺等优点，短短几年内其最高光电转换效率已超过21%，成为高效太阳能电池非常有前景的研发热点。一步溶液旋涂法是目前CH3NH3PbI3等钙钛矿材料使用最广泛、最简便的制备方法。在制备中前驱体混合比例尤为关键，在一定程度上决定着薄膜结晶质量、表面形貌以及表面化学成分，并对最终器件效率产生重要影响。利用同步辐射掠入射X射线衍射（Grazing incidence X-ray diffraction，GIXRD）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy，SEM）和X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）系统地研究了不同前驱体混合比例对CH3NH3PbI3薄膜的结晶机理、表面形貌及化学组分的影响。研究结果表明，增加CH3NH3I的混合比例虽然会增强钙钛矿晶体的织构现象、提升钙钛矿薄膜表面覆盖率，但器件效率大幅下降。XPS结果表明，钙钛矿薄膜中前驱体碘甲胺和碘化铅反应不充分，残余驱体聚集在薄膜表面，这将导致器件载流子传输层/钙钛矿薄膜界面处载流子收集能力的降低，进而导致器件性能的降低。研究结果将为深入理解前驱体比例对高质量钙钛矿薄膜制备以及钙钛矿太阳能电池的光电转换性能和稳定性的影响机制提供必要的实验依据和指导。  
        关键词：甲胺铅碘钙钛矿薄膜;前驱体比例;同步辐射掠入射X射线衍射   
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        发布时间：2021-05-24

        核能科学与工程

      • 石巍,曾勤,李卫,陈红丽
        2016, 39(12): 120602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120602
        摘要：中国聚变工程实验堆（Chinese Fusion Engineering Testing Reactor，CFETR）的包层和偏滤器第一壁面向堆芯等离子体，第一壁辐照损伤分析对于托克马克安全运行至关重要。赤道面外包层较其它包层距离堆芯等离子体中心更近，其结构材料承受中子辐照大。因此，进行中子辐照损伤评估十分必要。基于此目的，采用计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）模型和蒙特卡罗中子学建模转换接口McCAD完成中子学建模，并用蒙特卡罗方法的粒子输运程序计算第一壁和氦冷固态外包层结构材料辐照损伤。此外，对比了铍和钨作为面向等离子体材料两种情况下第一壁的受损情况。计算结果表明，氦冷固态包层模型下结构材料可以满足CFETR一期的运行要求。  
        关键词：中国聚变工程实验堆;第一壁;赤道面外包层;中子辐照损伤   
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        发布时间：2021-05-24
      • 马栋梁,周涛,齐实,陈杰,夏榜样,肖泽军
        2016, 39(12): 120601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120601
        摘要：在临界点附近时，超临界水的热膨胀系数很大，随着压力的升高，拟临界点的热膨胀系数迅速下降，拟临界点的热膨胀系数是计算临界相变转换数的基础，对于分析超临界压力下的流动不稳定性非常重要。因此，计算超临界水在拟临界点的热膨胀系数，对于了解和掌握超临界水堆中能量的转换或热量传递非常重要。运用MATLAB曲线拟合工具箱，对超临界水的拟临界点的膨胀系数进行了拟合回归分析。拟合得出了超临界水的拟临界点的热膨胀系数的计算公式。该公式具有结构简单易于计算的特点，最大绝对误差为0.20 K-1，最大的相对误差为0.19%，计算精度满足工业研究与分析的要求。  
        关键词：超临界水;拟临界点;膨胀系数;拟合公式   
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        发布时间：2021-05-24
      • 张永栋,林俊,张海青,朱智勇
        2016, 39(12): 120603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120603
        摘要：三结构同向性型（Tristructural isotropic，TRISO）包覆燃料颗粒是目前高温气冷堆和固态燃料熔盐堆采用的燃料元件。TRISO包覆燃料颗粒破损会导致裂变产物不可接受的释放，由此影响反应堆的安全运行。基于TRISO包覆燃料颗粒压力壳式破损模型，分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯和各包覆层的尺寸对失效概率的影响，研究了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径、疏松热解碳（Buffer）层厚度和碳化硅（SiC）层厚度的合理设计范围。同时，利用随机抽样统计的方法分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径分布和各包覆层厚度分布对颗粒失效概率的影响。研究发现，降低Buffer层厚度分布的标准差至16 μm可以使TRISO包覆燃料颗粒的失效概率降低一个数量级。  
        关键词：TRISO包覆燃料颗粒;压力壳破损;TRISO包覆燃料颗粒尺寸;标准偏差   
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        发布时间：2021-05-24
      • 孙海涛,吕爱林,付强,凌礼恭,贾盼盼,王臣,孙造占,吴欣强
        2016, 39(12): 120604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120604
        摘要：为验证模拟压水堆核电站冷却剂服役环境对国产锻造主管道用奥氏体不锈钢疲劳寿命的影响，采用高温高压循环水疲劳测试系统对从产品锻件取样加工后的标准试样进行了低周疲劳试验，分析了试验数据与美国机械工程师学会（American Society of Mechanical Engineers，ASME）规范平均/设计疲劳曲线的关系，获得了应变幅对奥氏体不锈钢环境疲劳寿命的影响规律，并初步评价了ASME规范设计疲劳曲线和环境疲劳修正系数的适合性。  
        关键词：环境影响疲劳;应变幅;奥氏体不锈钢;疲劳裂纹;设计疲劳曲线   
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        发布时间：2021-05-24

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 吴和喜,葛良全,魏强林,杨波,罗耀耀,刘义保,余飞
        2016, 39(12): 120202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120202
        摘要：因人工放射性核素的航空γ能谱仪实物刻度模型匮乏，导致难以依据航空γ能谱准确反演地面人工放射性核素的含量。本文基于窄束γ射线指数衰变规律与微积分的思想建立了任意形状的γ辐射源上空航空γ能谱仪无源效率刻度的数值计算模型。通过低空探测实验、高空变化趋势分析、5-100 m高空探测实验证明该模型适用于任意位置点源航空γ能谱仪全能峰探测效率数值计算。同时计算发现在低空探测时不同γ辐射的面源与体源的航空γ能谱仪全能峰探测效率与MCNP5模拟值的相对偏差在±1.5%以内，且含1 460.83 keV或2614.533 keV γ射线的无限大体源90-150 m探测高空计算结果与石家庄动态带上的实验值相对偏差为8.33%-15.82%。上述实验充分证实该无源效率刻度计算模型适用于航空γ能谱探测实践，为利用航空γ能谱仪寻找丢失放射源及核事故应急监测提供技术支持。  
        关键词：航空γ能谱仪;无源效率刻度;数值计算   
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      • 周振杰,任世伟,吴金杰,刘莹,余继利,赵瑞,康佳佳,杨扬
        2016, 39(12): 120201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120201
        摘要：X射线水吸收剂量是辐射剂量学的重要物理量，它的精确测量在放射治疗中至关重要。开展低能X射线水吸收剂量的研究与测量，可为完善水吸收剂量溯源体系及扩宽计量部门校准范围提供重要技术支持。确定低能X射线水吸收剂量的测量方法，在辐射场中使用PTW23344电离室对10-50 kV的治疗水平辐射质下的X射线水吸收剂量进行了测量。最终得到了电离室的水吸收剂量刻度因子ND以及厚度为6 cm有机玻璃前表面的水吸收剂量DW。本项工作为建立国内X射线水吸收剂量标准及进行国际比对提供了条件和基础。  
        关键词：X射线水吸收剂量;半值层;同质系数;扰动因子;背散射因子   
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        发布时间：2021-05-24
      • 刘学,冉宪文,徐志宏,王博,汤文辉
        2016, 39(12): 120203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.120203
        摘要：脉冲电子束辐照材料试验研究中，束流电子具有不同的速度和角度分布。但数值模拟计算一般都考虑电子束垂直入射靶材料，这可能导致数值计算结果与试验结果不符。针对该问题，提出了一种计算电子束辐照下能量沉积剖面的新方案，利用MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）软件对铝、铜、钽金属材料在电子束辐照下的能量沉积进行模拟，分析了电子束垂直入射与带有角度分布入射时能量沉积的差异，为解释电子束辐照试验测量数据与理论计算结果之间的差异提供了依据。  
        关键词：脉冲电子束;电子束发散角;能量沉积剖面;仿真模拟   
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