最新刊期
      2017 年 第 40 卷 2 期

        同步辐射技术及应用

      • 张志刚,赵玉彬,徐凯,郑湘,李正,赵申杰,常强,侯洪涛,刘建飞
        2017, 40(2): 020101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020101
        摘要：在多cell腔的场平坦度控制处理中，最重要的算法为除法运算，而传统整数除法算法采用多次相减和移位的方法来实现，其算法存在以下缺点：相减运算消耗大量时钟即“吃时钟”、每完成一次算法所需时钟周期不固定以及此算法在实际工程中不能有效工作。针对传统整数除法器的弊端，提出一种基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）的循环型不可恢复除法器。设计的循环型不可恢复除法器通过改善程序结构和优化时序，实现除法运算速度的提高和固定运算所需时钟周期的目的。此算法通过QuartusII编译和综合，以及仿真工具ModelSim的仿真验证，达到预期功能效果，同时在上海光源增强器高频数字低电平控制器中被采用，实现场平坦度稳定度在±1.3%以内，完成每次运算所需35个时钟周期，优于设计指标。  
        关键词：现场可编程门阵列;循环型;除法器;场平坦度控制;时钟周期   
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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

      • 何厚军,徐晓辉,路咏凯,邹建新,王强,关兴彩,赵江涛,王铁山
        2017, 40(2): 020201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020201
        摘要：氢同位素在钯中的沉积行为与它在钯靶中的溶解度、扩散速率以及缺陷的束缚有关。为研究氘离子在钯中的沉积行为，利用氘离子诱发D-D核反应的方法研究了氘在钯中的动态和静态浓度，并建立扩散模型对实验结果进行了分析。研究发现，除稳定束缚在缺陷中的氘之外，束流注入时动态氘浓度还包含自由扩散的氘以及非稳定束缚态氘；自由扩散的氘以及非稳定束缚态氘随着氘离子的注入而增加，当注入达到饱和后，这两部分氘浓度处于动态平衡状态，停束后将迅速减少直至消失；由于辐照损伤所造成的缺陷存在饱和值，稳定束缚在缺陷中的静态氘浓度为x=（0.42±0.03）%；结合模拟计算，发现钯的缺陷对氢同位素的吸附系数、解吸附系数及其比值kA/kD与材料损伤特性及氢同位素的注入方式有关。  
        关键词：钯;D-D核反应;氘浓度;扩散模型   
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        发布时间：2021-05-19
      • 蔡光博,杨亮,郭古青
        2017, 40(2): 020202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020202
        摘要：分子动力学（Molecular dynamics，MD）是研究材料原子尺度结构及其变化的重要模拟方法，可用于模拟材料的粒子辐照损伤。由于该方法不包含核数据，通常对初始化条件进行简化处理，如初级撞出原子（Primary Knock-on Atom，PKA）的条件设定和材料结构模型的建立。采用粒子输运软件GEANT4模拟中子辐照Zr、Zr2Cu和Zr2Ni，得到其PKA能谱，发现不同能量入射中子对应的PKA最高能量可达几十甚至几百keV，且三种材料中PKA能谱非常接近。计算三种Zr基合金的PKA数目，发现其分布非常接近，表明分子动力学模拟时可采用简化结构模型，以研究Zr基合金、Fe基合金；此外，计算了PKA散射角，获得不同能量中子产生的PKA最佳散射角，为分子动力学模拟所需的PKA运动方向提供理论依据。  
        关键词：结构损伤;中子辐照;分子动力学;粒子输运;初级离位原子;核材料   
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        发布时间：2021-05-19
      • 徐大鹏,姚泽恩,尹永智,冯虎元
        2017, 40(2): 020203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020203
        摘要：利用252Cf源发射的中子对胡麻（Linum usitatissimum L.）干种子进行辐射，研究了在不同中子吸收剂量情况下，胡麻M1和M2代生长期性状产生的辐射生物效应。结果表明，辐射生物效应与中子剂量之间存在着关联，较低剂量（2.55 Gy和4.33 Gy）的中子辐射对M1代胡麻苗期株高的生长有显著的促进作用；低剂量（0.24-4.33Gy）的中子辐射具有促使M1和M2代胡麻侧芽发生的效应，且存在最佳促进剂量。胡麻M1和M2代所产生的辐射生物效应之间存在着差异，较低剂量（1.12-4.33 Gy）的中子辐射可以促进M1代胡麻出苗而抑制M2代胡麻出苗，M1、M2代胡麻的株高和分枝的发育均出现了相似的促进效应，但M2代比M1代有所减弱。  
        关键词：生物学效应;胡麻;252Cf;中子吸收剂量   
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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

      • 林承列,李江,周宜,孙艳红,王丽华,胡钧,樊春海
        2017, 40(2): 020301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020501
        摘要：自噬（autophagy）是细胞对自身组件进行降解与回收的自然过程，与人类健康高度相关。很多疾病都伴随着自噬的异常。本文回顾了国内外近年来在自噬与健康关系领域的研究，包括自噬与癌症、神经退行性疾病等疾病的关系。并且回顾了对人体健康有明显影响的电离辐射、体育锻炼、针灸、按摩等物理刺激对细胞自噬的调控作用，从自噬的角度对这些作用的分子机制进行了讨论。最后，对于自噬调控在未来的医疗保健中的潜在价值进行了展望。  
        关键词：自噬;癌症;神经退行性疾病;辐射;针灸   
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        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 许业强,岳维宏
        2017, 40(2): 020401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020401
        摘要：建立一套放射性废物就地有效的测量办法是实现废物科学化和最小化管理的重要措施之一。核设施的运行及退役都会产生放射性废物，放射性废物中的不同核素给公众和环境会带来不同的危害。对不同的放射性核素加以区分测量可以对废物进行更为合理化的分类管理，就地γ分析测量技术和桶装α废物测量技术已日渐成熟，但是对放射性废物中纯β核素就地直接测量仍非常困难。以中国原子能科学研究院90Sr污染物料为研究对象，对中国原子能科学研究院现有固体废物处理示范设施设计的技术路线进行优化设计，提出在线测量废物中90Sr-90Y放射性的技术方法，尽可能将一部分放射性废物分开和优化管理，实现废物分类和豁免废物的进一步筛选。  
        关键词：放射性废物;β核素;90Sr;就地测量   
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        发布时间：2021-05-19
      • 刘寅宇,王玉东,周荣,杨朝文
        2017, 40(2): 020402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020402
        摘要：在数字化能谱采集系统中，往往需要添加适当的脉冲成形算法对数字化核信号进行处理，以提升系统能量分辨率等指标。梯形成形算法因具有实现简单、成形脉冲窄等诸多优势而得到广泛的应用。从探测器输出的脉冲信号进行数学模型建立及简化出发，对信号模型的梯形成形算法进行分析讨论，并利用Simulink在现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）上实现并改进梯形成形算法，通过实验测试了成形算法的可行性及其在能谱测量过程中对能量分辨率的提升。  
        关键词：数字谱仪;脉冲模型;梯形成形;现场可编程逻辑门阵列实现;能量分辨率   
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        发布时间：2021-05-19
      • 陈伟,周建斌,方方,洪旭,林业,喻杰,周伟,马英杰
        2017, 40(2): 020403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020403
        摘要：发生核应急事件时需进行核辐射体内污染检测。针对大批量人群核辐射体内污染快速检测要求，研制了一款可同时完成α和γ放射性检测的一体机。该系统基于数字化能谱处理技术，利用离子注入表面钝化硅半导体（Planar Implanted Passivated Silicon，PIPS）探测器和NaI（Tl）探测器分别实现人体内α、γ射线测量。测试结果表明，仪器对239Pu的能量分辨率为6.1%，对137Cs的能量分辨率为6.9%。该系统能够以每小时大于等于10人次的速率实现检测，满足内污染快速检测要求，能够为后续诊断提供可靠依据。  
        关键词：内污染;α测量;γ测量;快速检测;大批量人群   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李汉平,王锋,艾宪芸
        2017, 40(2): 020404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020404
        摘要：为增强γ辐射编码成像系统中最大似然期望最大化（Maximum Likelihood Expectation Maximization，MLEM）算法对噪声的抑制，提高算法重建质量，基于互补编码板成像相减去除噪声的思想，对原有MLEM算法进行改进，提出了MLEM互补算法，并引入修正因子α对MLEM互补算法的收敛程度进行控制。通过模拟及实验方式验证了MLEM互补算法的有效性，给出了不同情况下MLEM互补算法达到最优值时修正因子α的拟合曲线。结果表明，MLEM互补算法可有效抑制噪声，提高重建图像质量。修正因子α的拟合曲线可以有效确定MLEM算法的最佳α值。  
        关键词：编码板;图像重建;噪声抑制;最大似然期望最大化法;蒙特卡罗模拟   
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        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 刘峰瑞,黄建平,黎忠,王纳秀
        2017, 40(2): 020601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020601
        摘要：球床型氟盐冷却高温堆（Pebble-bed Fluoride-salt-cooled High-temperature Reactor，PB-FHR）是下一代核反应堆堆型之一，它融合了高温气冷堆的石墨基质包覆颗粒燃料球技术和熔盐堆的高温熔盐冷却剂技术。堆芯热工水力模拟计算（如在线换料模拟）常需要首先得到不同孔隙率的随机燃料球堆积。为此提出了一种可以高效地在圆柱形容器内部随机生成单一粒径且不同密实度的颗粒堆积的算法。算法分为两个阶段：首先类似传统颗粒自由下落方法来生成柔性颗粒的初始堆积（取颗粒杨氏模量远小于实际值）；其次令初始堆积恢复刚性，通过限定时间步的大小和引入能量耗散机制使得堆积缓慢而自由地膨胀，从而逐渐消除初始堆积中的颗粒间重合。模拟结果表明，膨胀算法在计算效率上有较大优势，并且可以覆盖从松散到密实的堆积范围。通过控制自由下落阶段的杨氏模量、摩擦系数、缓慢膨胀阶段的摩擦系数这三个变量来控制堆积的孔隙率和计算效率。  
        关键词：球床型氟盐冷却高温堆;燃料球;堆积算法;离散元法   
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        发布时间：2021-05-19
      • 靖剑平,贾斌,雷蕾,毕金生,左嘉旭,刘雅宁,张春明,张大林
        2017, 40(2): 020602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020602
        摘要：固态燃料熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel，TMSR-SF）的堆芯是由燃料石墨球随机堆积而成的，在分析中建立随机堆积的小球模型存在较大困难和不确定性，通常假设为规则的排布方式。利用计算流体力学分析程序，选取了面心立方和体心立方两种规则的小球排布方式进行建模，分析不同排布方式下堆芯流动和换热的特性。结果表明，面心立方排布下的流线呈现出周期性弯曲，小球中心最高温度为1153 K，总压降为1323 Pa，体心立方排布下的流线大体呈直线，小球中心最高温度为1155 K，总压降为574 Pa，面心立方排布的流动压降明显大于体心立方排布。对于单个中间小球，面心立方排布的小球表面温度分布更均匀，热点温度更低，但熔盐从燃料球底部流动到顶部的压降更大。  
        关键词：固态燃料熔盐堆;计算流体力学;排布方式;流动与换热   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李光超,邹杨,余呈刚,孙建友,陈金根,徐洪杰
        2017, 40(2): 020603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020603
        摘要：作为四代堆6种候选堆型中唯一的液态燃料反应堆，熔盐堆对未来核能和钍资源利用具有重要意义，特别是熔盐快堆（Molten Salt Fast Reactor，MSFR）还具有较大的增殖比和较好的温度负反馈。由于启动新的熔盐快堆需要较高的燃料装载量，若能改善MSFR的增殖性能，则有利于提高233U产量并缩短燃料倍增时间。首先应用SCALE6.1针对MSFR的径向增殖盐、新增轴向增殖盐和新增石墨反射层这三方面分析了初始增殖比，同时从核素吸收率角度说明增殖比变化的原因和MSFR的设计不足并对其进行了优化；然后应用基于SCALE6.1开发的熔盐堆在线处理模块（Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence，MSR-RS）进行燃耗分析。结果表明，新增轴向增殖盐可以进一步提高增殖性能；新增石墨反射层可以节省增殖盐装载量。改进后的堆型运行时增殖比可以维持在1.1以上，233U年产量提高至133 kg，倍增时间缩短至36 a，并且堆芯在整个运行寿期都能保持足够的温度负反馈。  
        关键词：熔盐快堆;模型优化;Th-U燃料增殖   
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        发布时间：2021-05-19
      • 刘琪,徐坤,雷明准,宋云涛
        2017, 40(2): 020604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020604
        摘要：在托卡马克实验装置中，D-T聚变反应释放出的14 MeV高能中子，与周围部件接触会引起包层材料活化、热负载过高等一系列问题，因此在包层设计和优化过程中，相关的中子学计算显得尤为重要。为了研究不同描述的中子源模型对中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR）中子学计算的影响，使用基于蒙特卡罗方法的MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）程序来模拟中子输运过程，分别计算点源、均匀体源、基于L、H、A模约束的中子源模型对不同中子学计算的影响。结果表明，不同描述的中子源模型对氚增殖比影响较小，对中子壁负载和功率密度分布影响比较明显。  
        关键词：蒙特卡罗;中子源;氚增殖比;中子壁负载;功率密度   
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