最新刊期
      2017 年 第 40 卷 1 期

        同步辐射技术及应用

      • 张海云,祝万钱,秦宏亮,薛松
        2017, 40(1): 010101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010101
        摘要：上海光源二期工程拟建的超硬多功能线站将采用一台弧矢聚焦高能劳厄单色器，晶体压弯机构是单色器的核心部件，晶体弧矢半径与子午半径的优化对单色器的光通量和分辨率有很大影响。本文利用有限元软件分析了影响劳厄晶体压弯性能的主要因素--斜切晶体的各向异性以及晶体的长宽比。通过分析，确定了硅晶体切割边为[011]方向和[0-11]方向，晶体的优化尺寸为90 mm×40 mm×1 mm。硅晶体表面的弧矢和子午面形误差（均方根）分别为3.02 μrad和1.25 μrad，满足设计要求。  
        关键词：劳厄单色器;压弯机构;各向异性;长宽比;有限元分析   
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        发布时间：2021-05-19
      • 边宇,张文艳,刘波,王东
        2017, 40(1): 010102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010102
        摘要：电子束团长度是束流诊断中的重要参数，基于相干渡越辐射（Coherent Transition Radiation，CTR）的测量方法是一种简单易行的高时间分辨率测量方法。本文调研并分析了不同电子束团长度测量方法的优缺点，选择基于CTR方法作为主要研究方向，主要针对上海深紫外自由电子激光实验装置（Shanghai Deep Ultra-Violet Free Electron Laser，SDUV-FEL）和X射线自由电子激光试验装置（Shanghai X-ray Free Electron Laser，SXFEL）进行了实验方案设计和模拟分析。结果表明，通过合理的参数选择和方案优化，用该方法可对飞秒至皮秒范围内的束团长度进行测量，时间分辨率能到达飞秒量级，满足SDUV-FEL的实验需求和SXFEL的工程需求。  
        关键词：束团长度;相干渡越辐射;束流诊断   
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        发布时间：2021-05-19
      • 曾建荣,王首智,曹玲玲,李燕
        2017, 40(1): 010103. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010103
        摘要：相对湿度（Relative humidity，RH）是很多实验过程的关键环境参数之一，RH控制对同步辐射在线实验尤为重要。基于单片机的动态控制，研制了一套便于加载至同步辐射实验线站在线使用的小型数控式RH控制装置。该装置使用微型气泵抽取潮湿空气和干燥空气分别构建了加湿和除湿两个通道对控湿腔体内RH进行动态平衡。采用模糊控制算法通过单片机实时控制RH的变化。该装置能将RH控制在20%-94%，误差为±1.0%；能以固定速度控制RH稳定上升（20%-90%）或稳定下降（90%-20%），误差为±1.5%；能在湿度上升、稳定和下降三个工作模式之间快速切换，可满足同步辐射在线实验对湿度控制的多种需求。  
        关键词：同步辐射;相对湿度;数控   
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        发布时间：2021-05-19

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 李建一,王俊润,张宇,黄智武,卢小龙,徐大鹏,张杰,韦峥,马占文,姚泽恩
        2017, 40(1): 010201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010201
        摘要：开展了90°伴随粒子法D-D中子产额测量中的修正因子理论计算方法研究，基于MATLAB软件平台，开发了用于修正因子计算的计算机程序。计算给出了厚靶条件下，入射氘能量在20-700 keV范围，90°伴随粒子法D-D中子产额测量各向异性修正因子Rthick、中子和质子产额比（Yd, n/Yd, p）thick及总修正因子RY，并与早先的研究结果进行了对比，分析了计算结果的不确定度，总修正因子计算数据的不确定度约为2%。  
        关键词：伴随粒子法;D-D中子产额;中子发生器;修正因子   
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        发布时间：2021-05-19
      • 刘玉国,刘猛,柯建林,胡永宏,娄本超,蒋兵,赵光义,刘荣
        2017, 40(1): 010202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010202
        摘要：靶温对小型D-D中子发生器的使用寿命有重要影响，在假设束斑功率密度分布为高斯分布的前提下，使用ANSYS14.0软件对设计的小型D-D中子发生器的自成靶进行了热流固耦合分析。模拟了冷却水流量及冷却水层厚度对靶温的影响，同时模拟了两种不同结构的自成靶在束流轰击及冷却水共同作用下的应力及形变。模拟结果表明，两种结构的自成靶在使用中最高温度、最大应力与形变均满足设计要求。  
        关键词：D-D中子发生器;热流固耦合分析;ANSYS   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李达,陈达,江新标,祁铁涛,于青玉,余小任,张继红,张文首
        2017, 40(1): 010203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010203
        摘要：给出了一种基于103Rh（n，n'）103Rhm反应监测快中子注量的方法。根据干扰核素半衰期不同的特点，选取合适的冷却和测量时间，降低了103Rh（n，n'）103Rhm活化率测量中干扰核素的影响。根据152Eu标定实验结果，利用遗传算法优化探测器尺寸，建立探测器蒙特卡罗算法模型。利用模型校正99Mo-99Tcm放射源实验效率，解决了探测器效率标定和射线自吸收问题。开展了快中子注量监测，实验结果与铁、硫、镍等快中子监测箔一致性较好，测量不确定度约为13.1%。  
        关键词：快中子注量;中子能谱;不确定度分析;活化箔;西安脉冲堆   
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        发布时间：2021-05-19

        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 樊文慧,刘汉洲,文万信
        2017, 40(1): 010301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010301
        摘要：利用辐射乳液一步法将聚苯乙烯引入到水凝胶中，合成载有聚苯乙烯纳米微球的复合水凝胶。利用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了材料的化学结构；扫描电子显微镜分析表征复合水凝胶的表面结构；通过对水和生理盐水的吸收能力来评估复合材料的吸附能力。实验结果表明，辐照形成的聚苯乙烯纳米微球被成功地复合到水凝胶的框架结构上，获得的复合水凝胶具有优异的吸水和吸盐水性能。  
        关键词：水凝胶;辐照聚合;一步法;聚苯乙烯微球   
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        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 许浒,程翀,刘翎箭,郭智荣,陈祥磊,屈国普
        2017, 40(1): 010401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010401
        摘要：硅光电倍增管（Silicon photomultiplier，SiPM）是一种新型的光电探测器件，由工作在盖革模式下的雪崩二极管阵列组成。利用GEANT4蒙特卡罗软件包对LaBr3：10% Ce3+、NaI（TI）闪烁晶体耦合SiPM测量γ射线能谱进行了细致的模拟，通过单色光LED光源照射SiPM，得到SiPM自身暗电流噪声经电子学放大后，与集成的盖革雪崩二极管之间的间隙引起吸收光子涨落对能谱的展宽。对模拟得到的662 keV γ射线能量分辨率进行修正，最后与实验结果对比能够很好地符合，还得到了一组对应闪烁晶体本征能量分辨率的程序参数Pr, s。结果验证了模拟程序设置的闪烁晶体与封装材料光学参数的合理性与可靠性，为闪烁体探测器设计提供了一套开发工具。  
        关键词：闪烁晶体;硅光电倍增管;GEANT4软件包;能量分辨   
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        发布时间：2021-05-19
      • 疏坤,龙锋利
        2017, 40(1): 010402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010402
        摘要：国内加速器磁铁电源的控制策略基本上以比例-积分-微分（Proportion-Integral-Derivative，PID）控制为主，对被控对象的处理是基于物理模型归纳传递函数，并在此基础上设计控制器。该方法受制于物理模型中元器件参数的不精确性和结构上的不确定性，更重要的是控制器设计一般不关注被控对象的内部机理而是其输入输出（Input-output，I/O）特性。本文提出一种可工作于电源数控平台上的辨识建模方法，其表现出了更好的实时性、适用性和通用性。借助一类子空间模型辨识方法（Multivariable Output Error State sPace，MOESP），在现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）上有针对性地设计模块，并使用可编程片上系统（System On a Programmable Chip，SOPC）集成软核处理器来完成数据处理和参数计算。基于北京正负电子对撞机II期（Beijing Electron Positron Collider II，BEPCII）和加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical System，ADS）磁铁电源数控平台的被控对象辨识模块已成功运用在BEPCII和ADS电源样机上。经过严格的测试表明，辨识模型可以对电源的实际输出电流作出较精确的预报。该辨识模块易于使用，为控制系统设计提供了关键信息，适用于各种特性的负载。  
        关键词：加速器磁铁电源;子空间模型辨识;状态空间模型;现场可编程逻辑门阵列;可编程片上系统   
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        发布时间：2021-05-19
      • 皮本松,魏志勇,王振,谭晓明,朱庆伟,余俊豪
        2017, 40(1): 010403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010403
        摘要：利用双端信号输出的塑料闪烁体与灵敏度高、时间响应快的硅光电倍增管构成塑料闪烁体探测器探头，并与后端的数字化转换器等电子学系统搭建成塑料闪烁体探测器系统。为了研究不同数据处理方法对真事件探测效率和能量分辨率的优化，分别使用标准γ源60Co和137Cs对塑料闪烁体探测器系统进行测试。研究了关联事件的符合时间窗对探测器真事件探测效率的影响，分析了波形的积分长度与脉冲信号甄别（Pulse Shape Discrimination，PSD）开窗法对能谱能量分辨率的改进。结果表明，在关联事件的符合时间窗为15 ns时，真事件探测效率最佳，当波形积分长度为80 ns时，通过PSD开窗后能量分辨率由原来的53.38%优化为42.21%。  
        关键词：塑料闪烁体;符合时间窗;真事件探测效率;PSD开窗;能量分辨率   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 梁海英,鞠薇,吴振东,焦学胜,陈东风,傅元勇
        2017, 40(1): 010501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010501
        摘要：聚酰亚胺（Polyimide，PI）膜是一种新型的有机膜，具有耐高温、耐强酸和耐辐射等特性，用其制备的重离子微孔膜可以用于电池隔膜和放射性废气过滤等特殊领域。应用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器产生的重离子束32S离子轰击25μm的PI薄膜，再对薄膜进行化学蚀刻处理，使由重离子辐照损伤产生的径迹形成微孔。为改善微孔质量，在化学蚀刻前采用具有强氧化性溶液对PI膜进行预处理浸泡，系统分析了常温下采用高锰酸钾和双氧水两种溶液浸泡不同时间对PI膜化学蚀刻的影响。实验结果显示，预处理浸泡可明显加快PI膜的径迹蚀刻速率，缩短蚀刻时间，减小微孔的锥角和提高PI重离子微孔膜的蚀刻质量。  
        关键词：聚酰亚胺重离子微孔膜;电导法;预处理浸泡   
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        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 姬建业,许巍,柴翔,刘晓晶,曾未
        2017, 40(1): 010601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010601
        摘要：在反应堆发生大破口事故时，再淹没阶段可以有效地降低燃料元件温度，防止堆芯熔毁。为了预测再淹没过程中板状燃料元件的换热特性，进行了竖直矩形窄缝通道底部再淹没过程的实验研究。针对实验工况，基于商用软件CFX，通过耦合分析加热板和流体的方法研究竖直矩形窄缝通道底部再淹没过程。通过将数值模拟结果与实验结果进行对比，评价了相关模型的适用性，并验证了计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法在预测再淹没过程的有效性。基于验证后计算模型，对壁面初始温度、入口流速对再淹没过程的影响进行了分析，获得了相关初始条件对壁面温度变化的影响规律。  
        关键词：两流体模型;再淹没;矩形通道;流固耦合   
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        发布时间：2021-05-19
      • 石兴伟,雷蕾,兰兵,胡健,乔雪冬,靖剑平
        2017, 40(1): 010602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010602
        摘要：钢制安全壳是防止严重事故工况下放射性物质向环境释放的最后一道屏障，因此有必要研究分析事故条件下安全壳外液膜覆盖率对安全壳完整性影响，以得到安全壳在事故工况下的失效裕度。应用非能动安全壳分析程序，建立了大功率非能动反应堆非能动安全壳冷却系统（Passive Containment Cooling System，PCS）的热工水力模型，并以冷段双端剪切事故为基准研究对象，分别研究了水分配器单一故障和出水管堵管叠加水分配器故障两种事故工况。分析结果表明，两种事故工况在液膜覆盖率大于35%时，均不会出现短期安全壳超压超温失效；事故后24 h，液膜覆盖率低于45%时，安全壳出现长期冷却失效。此次研究得出结论：在流量大于61.76 m3·h-1、安全壳液膜覆盖率大于45%时，事故发生后24 h安全壳不会失效。  
        关键词：非能动安全壳分析程序;非能动安全壳;双端剪切;蒸汽主管道破裂;液膜覆盖率   
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        发布时间：2021-05-19
      • 黄丹丹,贾昀澎,王子豪,耿俊霞,杨洋,窦强,李晴暖,付海英,王锦花
        2017, 40(1): 010603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.010603
        摘要：利用氧化物沉淀-减压蒸馏耦合法研究FLiNaK熔盐体系中氟化物的蒸发行为及稀土Nd的分离。高温下氧化物CaO与稀土氟化物NdF3反应形成难溶于熔盐的稀土氧化物，通过减压蒸馏蒸发、收集冷凝FLiNaK熔盐，提高稀土与熔盐的分离度，促进熔盐的回收利用。研究表明，含有NdF3（w=3%）的FLiNaK熔盐中加入CaO，730℃下反应6 h，n（NdF3）：n（CaO）=1：3时NdF3的转化率达95%。X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）分析表明生成的Nd2O3主要沉淀在熔盐的底部。经730℃高温沉淀、930℃熔盐蒸馏，冷凝盐中稀土Nd的去污因子达9.4×105，而未经沉淀处理Nd的去污因子为3.1×104，表明高温沉淀蒸馏耦合法使稀土NdF3转化为氧化物Nd2O3，显著增大稀土与FLiNaK的分离度，提高收集盐的纯度。  
        关键词：FLiNaK;CaO;减压蒸馏;氧化沉淀   
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