最新刊期
      2016 年 第 39 卷 4 期
      • 文雍梅,王莉,高飞,孙森,董玉玺
        2016, 39(4): 040101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040101
        摘要：自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)装置是一种以相对论高品质电子束作为工作介质,在周期磁场中以受激发射方式放大电磁辐射的新型激光源。FEL装置中的四极铁中心相对于束流中心线的高精度就位与否将直接影响束流的品质,上海软X射线自由电子激光装置和大连极紫外相干光源装置的波荡器段间四极铁均采用基于束流准直方法(Beam based alignment,BBA),需要可远程精密调节四极铁位置的机构。BBA四极铁远程精密调节机构主要由可远程精密定位的电移机构和控制系统构成。电移机构采用精密滚珠丝杠驱动的滑块组合机构,可实现垂直于束流的水平和竖直高度方向的二维调节。本文简单描述了BBA四极铁远程精密调节机构的机械设计,对BBA四极铁远程精密调节机构的测试方法及结果进行了详细分析。该系统集成测试结果表明,机构运动过程中采用光栅尺进行反馈,其定位精度和重复性均达到了设计指标要求。  
        关键词：基于束流准直方法;四极铁远程精密调节机构;定位精度;重复性   
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        发布时间：2021-05-25
      • 华连发,张文艳,王兴涛,李珍,刘波
        2016, 39(4): 040102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040102
        摘要：电子束团纵向长度是束流诊断中的重要参数,电光频谱解码法(Electro-Optical Spectral Decoding,EOSD)是为数不多的可进行单发测量的高时间分辨率测量方法。本文基于上海深紫外自由电子激光装置(Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser,SDUV-FEL)设计了一套电光频谱解码法测量束团长度实验方案。通过采用针尖粗同步和可调的光栅展宽器可实现长度在1-10 ps内变化的束团无损测量。通过对电光调制过程及其后探测的仿真研究表明,选用0.5 mm厚的ZnTe晶体在距离束流中心3-5 mm处测量时,时间分辨率最高可达180fs(Root Mean Square,RMS),信号展宽在3%以内,测量的电场形状无可观测畸变,满足SDUV-FEL的实验需求。  
        关键词：束团长度;电光频谱解码;库伦电场;展宽与畸变;束流诊断   
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        发布时间：2021-05-25
      • 王攀,肖军,李映映,李子越,汪超
        2016, 39(4): 040201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040201
        摘要：115In是一种重要的活化材料,准确测量它的中子非弹性散射截面数据对中子注量监测具有重要意义。在四川大学原子核科学技术研究所2.5MV静电质子加速器上,利用核反应D(d,n)3He产生的单能中子,以197Au作为标准,采用活化法测量了2.95MeV、3.94MeV、5.24MeV能点的115In中子非弹性散射截面。用Monte Carlo程序MCNPX(Monte Carlo N-Particle eXtended)对靶头材料、冷却水层和样品的包层材料等引起的多次散射效应及注量率衰减效应等进行了修正计算,得到最终结果与Loevestam的计算值符合较好,并且实验中可通过减小靶管、靶底衬、水层及样品的包层材料等厚度来减小多次散射效应和自屏蔽效应的影响。  
        关键词：In中子非弹性散射截面;活化法;蒙特卡罗修正   
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        发布时间：2021-05-25
      • 李建喜,单永东,顾佳
        2016, 39(4): 040202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040202
        摘要：采用钴源以剂量率为2.5kGy·h-1的γ射线对超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)片材在空气、水、甲醇和乙醇氛围中进行了辐照,吸收剂量范围为0-200kGy。通过机械性能、凝胶含量、差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)等对不同辐照氛围中辐照前后UHMWPE样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,在空气中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量呈幂指数下降,同时屈服强度略有下降,而在水、甲醇、乙醇为辐照体系中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量也是呈下降趋势,但下降的程度依次减轻,同时屈服强度基本保持不变;DSC测试结果显示,在空气氛围中,随着吸收剂量的增加,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点、结晶温度和结晶度逐渐降低;而在空气、水、甲醇和乙醇氛围中,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点和结晶度依次上升;红外光谱测试结果显示在空气中辐照,UHMWPE样品表面随着吸收剂量的增加其氧化程度加重,而在水、甲醇和乙醇中辐照UHMWPE分子链生成了不饱和的分子双键。  
        关键词：超高分子量聚乙烯;γ射线;辐照氛围;机械性能;结晶度   
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        发布时间：2021-05-25
      • 缪亚运,谷鸣,陈志豪,童金
        2016, 39(4): 040401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040401
        摘要：上海质子治疗装置项目中质子注入系统凸轨磁铁需要脉冲电源励磁,要求两台电源脉冲峰值幅度可调和波形一致,且运行可靠。本文介绍了凸轨磁铁脉冲电源的设计和测试。脉冲电源电路采用LC串联谐振作为脉冲成形发生电路,电路设计可调电感用于调整波形脉宽。晶闸管为电流开关,快恢复二极管串联晶闸管弥补大功率晶闸管的关断延迟和下冲,并增加饱和电抗器抑制励磁电流反向电流尖峰。测试结果表明,当励磁电流峰值为3732 A时,励磁电流触发抖动小于±25 ns,励磁电流峰值重复稳定度小于0.1%,反向电流尖峰下降为峰值电流的3.75%,快恢复二极管和饱和电感器对抑制励磁电流反冲的效果明显,满足了设计要求。  
        关键词：质子治疗;脉冲电源;LC谐振;饱和电抗   
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        发布时间：2021-05-25
      • 史镇玮,韩然,陈义学
        2016, 39(4): 040402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040402
        摘要：阻性板探测器(Resistive Plate Counter,RPC)以其高性能、低成本及可大面积制作等特点而被推荐作为在建的江门中微子实验(Jiangmen Underground Neutrino Observatory,JUNO)反符合探测器的方案之一。普通浮法玻璃制作的RPC在深地实验中存在易碎裂和易受潮腐蚀等问题,影响性能稳定性及寿命。利用不同性质的玻璃制作三块RPC,对这三种玻璃的特性研究发现,其具有很好的强度、耐酸碱腐蚀性以及较高的体电阻率;对三种RPC进行宇宙线探测性能测试并测量其在雪崩模式下的探测效率、单计数率和暗电流,测试结果表明,三种RPC探测效率在90%-95%之间,具有良好的性能,高电阻使RPC需要较高的电压达到效率坪区,也使其适合低本底的实验。  
        关键词：阻性板探测器;宇宙线;反符合探测器;中微子实验   
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        发布时间：2021-05-25
      • 程文静,张钊,易晗,吕黎明,肖志刚
        2016, 39(4): 040403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040403
        摘要：多丝漂移室阵列是设计中的低温高密核物质测量谱仪(Cooling storage ring External-target Experiment,CEE)上的前角带电粒子径迹探测器,信号读出的一种备选方案是采用传统前置放大器和采样幅度数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)来完成信号的放大和获取,该方案结构较简单,成本适中,而且可以处理单根丝上的多重点火信号。为了进一步降低电子学的通道数目,而又不显著影响探测器的性能,研制了一种扇入延迟电路,将漂移室上不同的多根丝信号进行扇入延迟处理,合成为一路信号后再输入到采样ADC的单个通道进行波形采样和数字化。实际的测试结果表明,该电路对信号处理产生的信号能量展宽好于1%,时间晃动好于500 ps,对应的位置分辨好于25μm,满足漂移室径迹探测器阵列对位置分辨小于300μm的要求。  
        关键词：多丝漂移室;Flash-ADC;扇入延迟;时间分辨;能量分辨   
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      • 范文玎,孙光耀,张彬航,陈锐,郝丽娟
        2016, 39(4): 040501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040501
        摘要：燃耗计算在反应堆设计、分析研究中起着重要作用。相比于传统点燃耗算法,切比雪夫有理逼近方法(Chebyshev rational approximation method,CRAM)具有计算速度快、精度高的优点。基于超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC(Super Monte Carlo Simulation Program for Nuclear and Radiation Process),采用切比雪夫有理逼近方法和桶排序能量查找方法,进行了蒙特卡罗燃耗计算的初步研究与验证。通过燃料棒燃耗例题以及IAEA-ADS(International Atomic Energy Agency-Accelerator Driven Systems)国际基准题,初步验证了该燃耗计算方法的正确性,且IAEA-ADS基准题测试表明,与统一能量网格方法相比,桶排序能量查找方法在保证了计算效率的同时减少了内存开销。  
        关键词：燃耗;蒙特卡罗;切比雪夫有理逼近方法;桶排序   
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      • 李必成,和丹辉,郭赟
        2016, 39(4): 040502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040502
        摘要：本文认为过冷沸腾起始点为一个流程段,起于气泡开始汽化点,终于气泡脱离气穴点。基于这一假设建立了更为符合实际的过冷沸腾起始点气泡模型,在此基础上,用唯象方法获得了气泡半径公式及壁面过热度与热流密度关系式,并与实验数据进行了比对,其误差分布更加合理。  
        关键词：气泡半径;过冷沸腾起始点;液相汽化点   
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        发布时间：2021-05-25
      • 何杰,夏晓彬,蔡军,潘登,彭玉,黄建平,张国庆
        2016, 39(4): 040601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040601
        摘要：反应堆主屏蔽是核反应堆的重要组成部分,用来有效降低反应堆运行时屏蔽体外的辐射剂量水平,以满足反应堆部件材料对辐射限制的要求。温度是影响反应堆主屏蔽性能的重要因素。针对2MWth液态熔盐堆(2-MW liquid-fueled molten salt experimental reactor,TMSR-LF1),采用MCNP软件获得功率分布后,利用Fluent软件对主屏蔽进行温度场计算。计算过程中利用Python语言编写了程序(MCNP to Fluent,MTF)来实现将MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)计算结果转换为功率密度的空间分布,以用户自定义函数(User-Defined Function,UDF)形式导入到Fluent,解决了MCNP计算结果不能直接导入到Fluent的问题,并分别计算了TMSR-LF1熔盐堆不同环境温度下的主屏蔽温度场分布情况。结果表明,在环境温度为5℃、18℃、25℃、30℃、35℃、40℃情况下,TMSR-LF1熔盐堆主屏蔽普通混凝土墙温度均低于要求限值,达到设计要求。  
        关键词：MCNP;Fluent数值模拟;熔盐堆   
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        发布时间：2021-05-25
      • 冯双园,李颖颖,余羿,尹相辉,符佳,吕波,王华杰,陈俊,胡睿佶,叶民友
        2016, 39(4): 040602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040602
        摘要：离子温度和旋转速度是聚变等离子体中的重要物理参数,在先进实验超导托卡马克EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)上电荷交换复合光谱(Charge eXchange Recombination Spectroscopy,CXRS)诊断是测量这些物理参数的标配诊断之一。由于截面效应的存在,CXRS诊断测量的谱线线型会受到影响,导致得到的离子温度和旋转速度偏离实际值,为了得到真实值,需要对离子温度和旋转速度进行修正。在EAST上,分别采用常用的动力学理论和数值计算方法对测量到的实验数据进行修正,同时对比两种方法对截面效应的修正结果,可以看出两种方法得到的结果趋势基本一致。对2015年EAST上电荷交换复合光谱测量到的典型的实验数据进行修正,结果表明在目前的放电条件下截面效应对离子温度的影响比较小,而对旋转速度的影响低于10%。  
        关键词：托卡马克;电荷交换复合光谱诊断;离子温度;旋转速度;截面效应   
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      • 邵世威,王凯,曲世祥,何兆忠,陈堃
        2016, 39(4): 040603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040603
        摘要：硝酸盐自然循环回路(Nitrate natural circulation loop,NNCL)中驱动力和阻力在量级上非常接近,由于环境、材料参数、结构参数和运行参数的波动都可能对NNCL系统性能造成不可忽略的影响,因此需要寻找出影响NNCL系统性能的关键参数。层次分析法是一种采用专家经验构造判断矩阵,通过计算参数不同权重供人们决策的系统分析方法。利用层次分析法对影响NNCL系统性能的40个参数进行建立层次结构模型和判断矩阵,通过权重计算从而选出12个关键参数,这些参数既包括物性参数、结构参数,也包括运行参数。通过分析得出NNCL系统运行阶段应关注的关键参数依次为空气入口温度、加热功率和空气流量。  
        关键词：硝酸盐;自然循环;层次分析法;关键参数   
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      • 刘鸿飞,张彬航,张澍,孙光耀,郝丽娟,宋婧,龙鹏程
        2016, 39(4): 040604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040604
        摘要：基于国际经典的压水堆全堆芯Hoogenboom基准模型,对超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC(Super Monte Carlo Simulation Program for Nuclear and Radiation Process)进行了校验。对有效增殖因数keff、功率等反应堆关键参数进行了计算与正确性校验,对并行效率进行了分析。结果显示,SuperMC的计算结果与MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)吻合较好,在使用640核计算时并行效率高达98.7%,初步验证了SuperMC在全堆芯计算中的准确性及高效性。  
        关键词：SuperMC;蒙特卡罗;Hoogenboom基准模型;全堆芯   
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      • 朱建平,肖锋,高希龙,吕焕文,李兰
        2016, 39(4): 040605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040605
        摘要：本文建立了燃料操作区域气载放射性浓度计算模型,对典型核素气载放射性浓度的变化趋势进行了分析。利用该模型研究了核素类型、通风流量等因素对燃料操作区域气载放射性浓度的影响,最后分析了燃料操作区域气载放射性的主要来源。结果表明,不同核素达到气载放射性浓度最大值的时刻不同,应取各核素燃料操作期间气载放射性浓度最大值作为设计值;燃料操作区域排风量与其净空间体积比值λh与气载放射性浓度成反比,反应堆冷却剂中放射性活度是气载放射性的主要来源,可以通过调节排风量、降低冷却剂放射性活度、降低蒸发量将气载放射性控制在一定水平。  
        关键词：气载放射性;计算模型;排风量;放射性来源   
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        发布时间：2021-05-25
      • 邝临源,郑连纲,苏东川,王东辉,孙英学
        2016, 39(4): 040606. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040606
        摘要：基于Miner线性累积损伤理论,探讨了含凹坑缺陷结构使用系数与相应的无缺陷结构使用系数之间的计算关系。在S-N曲线数据拟合的基础上,推导了许用循环次数的比值计算式,并以核压力容器常用材料为例,给出了计算式待定常数的取值及适用范围。形成的疲劳寿命估算方法,为含凹坑缺陷结构的快速疲劳分析及评定提供了一种参考方法。  
        关键词：凹坑缺陷;疲劳寿命;S-N曲线;幂函数式;三参数式   
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