最新刊期
      2017 年 第 40 卷 3 期

        同步辐射技术及应用

      • 金利民,徐中民,秦宏亮,宋丽
        2017, 40(3): 030101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030101
        摘要：双晶单色器是同步辐射光源光束线上的关键设备之一，其通过内部的第一晶体与第二晶体获得实验所需的单一波长的谱线，故晶体的装配安装直接影响实验站同步辐射光的品质。通过实验测试结合有限元分析的方法，建立单色器第一晶体在一定的螺栓紧固力下的有限元分析模型，验证模型的有效性，进而分析晶体的面形精度、安装机构的应力分布、"O"圈的形变等指标，研究安装过程中一晶及其安装机构的受力情况与力学响应，为高面形精度晶体的安装提供指导与借鉴。  
        关键词：同步辐射;单色器;第一晶体;有限元分析   
        22
        |
        11
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023772 false
        发布时间：2021-05-19

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 丁雄,孙新利,李振,朱芫江,黄武瑞
        2017, 40(3): 030201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030201
        摘要：利用Monte Carlo粒子输运计算程序SuperMC对厚度1-5 cm的多种材料进行中子反射和屏蔽性能分析计算。这些材料包括金属材料铍、铅、铜、含硼钢以及238U和非金属材料聚乙烯、氢化锂、混凝土，中子能段选取10-5 eV-20 MeV。结果显示，中子反射能力和屏蔽性能都会随着材料厚度而增加，但增加的幅度逐渐减小。铍和聚乙烯在中子反射和屏蔽方面性能优越，而常用来屏蔽γ射线的铅在这两方面性能都是8种材料中最差的。238U只在材料厚度很小时性能卓著，随着材料厚度增加，其性能便远不如大部分材料。考虑到聚乙烯的力学性能较差，在屏蔽材料的选择上有很大的限制，所以在8种材料中，铍的综合性能相对较好。  
        关键词：Monte Carlo;SuperMC;中子反射;屏蔽性能   
        59
        |
        21
        |
        4
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023732 false
        发布时间：2021-05-19
      • 郑洪龙,庹先国,石睿,王琦标,张贵宇,韩强
        2017, 40(3): 030202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030202
        摘要：在中低密度样品中，γ射线的线衰减系数主要由γ射线能量和样品密度决定，采用MCNP（Monte Carlo NParticle Transport Code）程序模拟计算了多种γ射线能量和多种样品密度条件下的线衰减系数，对线衰减系数模拟值进行多元非线性回归，确定了以γ射线能量和样品密度为因变量的线衰减系数函数及参数。实验测定了三种能量γ射线在6种不同密度样品中的线衰减系数值，并与模拟所得函数值进行比较分析。结果表明，所得函数值与实验值的相对误差均在7%以内，蒙特卡罗程序计算所得函数值与实验测量值较为吻合，所采用的函数模型准确验证了线衰减系数与γ射线能量、样品密度之间的关系特征。  
        关键词：核废物;蒙特卡罗;γ射线;线衰减系数;函数   
        28
        |
        12
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023829 false
        发布时间：2021-05-19
      • 颜廷星,杨义涛,马通达,张崇宏,范嘉琪,丁兆楠,宋银
        2017, 40(3): 030203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030203
        摘要：钒合金（V-Cr-Ti系列）是重要的聚变堆结构候选材料，但是相比于铁素体/马氏体钢等其他候选材料，有关钒合金（V-Cr-Ti）的辐照损伤研究较为缺乏。利用载能离子束模拟聚变堆中子辐照条件，对V-4Cr-4Ti和V-5Cr-5Ti两种样品进行了载能He离子和重离子辐照实验。实验采用离子束梯度减能方法在样品中产生辐照损伤的坪区，利用纳米压痕技术测试材料的辐照硬化效应。结果表明，样品纳米硬度的深度递减现象可以用Nix-Gao模型很好描述，高能重离子辐照的样品中软基体效应可以有效避免；在He离子辐照情形，He浓度（以原子百万分率计（Atomic parts per million，APPM））/位移损伤（以每原子平均离位数计（Displacement per atom，DPA））大于4 200/0.2时，两种钒合金样品出现硬化饱和现象；相近位移损伤水平下，He与空位的结合导致缺陷集团的加速长大，致使材料的辐照硬化远大于重离子辐照情形。  
        关键词：V-4Cr-4Ti;V-5Cr-5Ti;辐照损伤;辐照硬化   
        26
        |
        11
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023837 false
        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 曾国强,欧阳晓平,喻明福,李强,魏世龙,胡传皓,杨剑,葛良全
        2017, 40(3): 030401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030401
        摘要：针对Cs2LiYC16：CE（CLYC）闪烁晶体、掺硼塑料闪烁体等中子/γ探测器的电流脉冲波形的甄别，需要高速数字化多道脉冲幅度分析器。采用直接耦合方式设计高速模拟前端电路，将高速模数转换器（Analog-to-DigitalConverter，ADC）配合现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）芯片实现数字化设计，在FPGA内部实现了高速数字滤波、脉冲幅度提取、基线扣除、谱线存储与传输等功能。通过嵌入式的PowerPC内核，实现替代外部控制器的复杂时序功能，并挂接通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）外设芯片实现与外部计算机的高速双向数据传输。本文还设计了低噪声、大电流的开关电源，最终实现了可脱机独立运行的手持式单板高速数字多道。通过实测数字多道的模拟前端电路大信号带宽达110 MHz，小信号带宽达200 MHz，实时采样率为500 MHz，脉冲计数通过率大于107 s-1，线性度达0.999 8，连接NaI（Tl）、掺硼塑料闪烁体、LaBr3（Ce）等闪烁体探测器实测谱线合理，满足实际使用要求。  
        关键词：数字多道;500 MHz高速采样;中子/γ甄别;高计数率能谱;电流脉冲信号   
        24
        |
        14
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023893 false
        发布时间：2021-05-19
      • 岳敏,袁超,苟世哲,张玮,王永平,常建军
        2017, 40(3): 030402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030402
        摘要：超导电子回旋共振离子源Ⅱ（Superconducting Electron Cyclotron Resonance ion source with Advanceddesign in Lanzhou-Ⅱ，SECRAL-Ⅱ）控制系统采用实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and IndustrialControl System，EPICS）架构，其中数据归档子系统主要用来存储离子源电源、真空、束诊、水压等数据，便于技术人员进行在线和离线数据分析，是其控制系统的重要组成部分。EPICS自带的Channel Archiver存储格式固定，无法满足用户的实际使用需求。使用C#实现了EPICS架构下变量（Process Variable，PV）历史数据的存储功能，结合Oracle数据库技术，使得在存储PV变量的策略上可以更加灵活控制。同时，实现了基于超文本预处理器（Hypertext Preprocessor，PHP）的文件管理系统，用于历史数据文件的管理。测试及运行结果表明系统可以很好地满足研究人员对于历史数据的归档要求和研究需求。  
        关键词：超导电子回旋共振离子源Ⅱ;实验物理与工业控制系统;Oracle;超文本预处理器;数据归档   
        26
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023922 false
        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 杜良,王萍,李士诚,李晓龙,黄召亚,谭昭怡,刘宁
        2017, 40(3): 030501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030501
        摘要：极低放填埋场防渗层设置是阻滞放射性核素进入生态环境的重要工程措施，开展防渗层的阻滞性能研究对于防渗层的设计和环境安全评价具有重要意义。针对来源废物中的主要核素60Co和63Ni，采用静态吸附实验和柱迁移实验获得了场址粘土的饱和渗透系数、分配系数及弥散度等特征参数，并通过数学模型预测了核素穿透防渗层后的浓度变化。结果表明，Co、Ni的分配系数分别为140.92 mL·g-1和380.43 mL·g-1，阻滞因子分别为859和2 317，表明场址粘土对60Co、63Ni具有较强的阻滞性能；在防渗层正常发挥功能的情景下，防渗层渗出液中的60Co、63Ni浓度很低，用此类粘土建成的防渗层能够确保当地环境安全。  
        关键词：极低放废物填埋场;防渗层;阻滞性能;Co;Ni   
        28
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023996 false
        发布时间：2021-05-19
      • 王艳,刘智民,焉镜洋,梁立振,胡纯栋
        2017, 40(3): 030502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030502
        摘要：中性束质子比的高低对其注入等离子体后的加热效果具有重要的影响。实验中，强流离子源的灯丝电压、弧压、进气量等宏观运行参数决定了中性束质子比的大小。以东方超环中性束注入测试台束引出实验为基础，利用多元线性回归模型对引出中性束质子比进行分析，建立了影响中性束质子比的预测方程，并对该模型的正确性进行了检验。结果表明，中性束质子比可利用以灯丝电压和弧压为自变量的多元线性回归模型进行分析，灯丝电压是影响质子比的关键参数，弧压次之。  
        关键词：中性束注入;质子比;多元线性回归模型   
        23
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10023994 false
        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 马燕飞,尹俊连,钱雅兰,王德忠
        2017, 40(3): 030601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030601
        摘要：钍基熔盐堆是我国重点开发的第四代核反应堆之一，其裂变反应产生的中子俘获截面大的Kr、Xe等裂变气体以微气泡的形式存在于熔盐冷却剂中，对裂变气体的分离是提高熔盐堆中子经济性、实现燃料深燃耗的重要环节。为定量地获得分离器内气泡的分离行为，采用数值模拟和理论建模相结合的方法，得到旋流场的流场分布特征；通过建立旋流场中气泡运动控制方程，分析并计算不同旋流度和气泡直径下的分离长度。与实验数据对比发现，数值模拟结果和实验数据吻合良好，表明数值模拟方法可以用于气液分离器的优化设计。  
        关键词：气液分离器;受力分析;分离长度   
        25
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10024037 false
        发布时间：2021-05-19
      • 曾奇锋,朱丽兵,袁改焕,王练,刘家正,高博
        2017, 40(3): 030602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030602
        摘要：在Zr-Sn-Nb系合金的基础上添加微量合金元素Ge和Si等，采用真空电弧熔炼，制备了多种新锆合金。使用透射电子显微镜（Transmission electron microscope，TEM）对合金基体进行显微组织分析，分别通过堆外高压釜腐蚀试验、定氢分析仪和万能材料试验机对合金的腐蚀、吸氢和拉伸性能进行评估。结果表明，常规工艺处理后，SZA-4和SZA-6合金均发生了完全再结晶，第二相细小、均匀弥散分布在晶粒内和晶界上；SZA-4和SZA-6合金在三种水化学条件下均具有优良的耐腐蚀性能，SZA-6合金的耐腐蚀性能优于参考合金，SZA-4合金的耐腐蚀性能略优于SZA-6合金；SZA-6合金的吸氢性能略优于SZA-4合金；两种合金的拉伸性能满足设计要求。基于SZA-4和SZA-6合金优良的耐腐蚀、吸氢和力学性能，未来将有望用于CAP1400自主化燃料组件。  
        关键词：新锆合金;合金成分;加工工艺;显微组织;耐腐蚀性能   
        23
        |
        12
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10024095 false
        发布时间：2021-05-19
      • 江堤,李颖颖,尹相辉,符佳,张凌,吕波,徐国盛,高翔
        2017, 40(3): 030603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030603
        摘要：电荷交换复合光谱（Charge eXchange Recombination Spectroscopy，CXRS）诊断是核聚变装置上测量等离子体离子温度和旋转速度的常规诊断之一。然而在实验中，诊断光通过光谱仪后，由于仪器函数的卷积效应，会使测量到的光谱出现明显展宽，影响数据处理的精度，所以需要对实验测量到的光谱进行反卷积处理。本文采用的反卷积方法是基于贝叶斯条件概率公式推导得出，并结合标准灯获取的仪器函数来进行反卷积，分别从仿真和实验两个方面验证了该方法的可靠性。结果表明将贝叶斯反卷积运用到先进实验超导托卡马克（Experimental Advanced Superconducting Tokamak，EAST）电荷交换复合光谱分析中，能有效提高实验测量精度。结合快速极紫外谱仪（Extreme ultraviolet，EUV），对EAST实验中经过贝叶斯反卷积后测量到的光谱进行了杂质谱线识别工作，进一步提高了精度。  
        关键词：贝叶斯反卷积;电荷交换复合光谱;仪器函数;杂质谱线识别   
        25
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10024211 false
        发布时间：2021-05-19
      • 黄楠顺,韩利峰,张福春,陈永忠,梁子薇,刘桂民
        2017, 40(3): 030604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030604
        摘要：高温熔盐流量计在高温熔盐反应堆、太阳能发电、高温制氢等熔盐集热储能装置中具有良好的应用前景。而目前市场上流量计受材料特性的影响，最高只能在535℃以下使用，并不能满足这些应用场合的高温运行环境要求。研究表明通过改进超声波流量计波导片增加其耐温性能，可满足大于650℃的高温测量要求，然而目前并没有标准的流量计或标定装置能对其进行标定。钍基熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor，TMSR）项目迫切需要建立一个熔盐流量标定平台，提供熔盐的标准流量标定，它的基本参数需满足目标流速1-5 m·s-1、工作温度小于800℃、管径约50 mm、标定误差小于5%、熔盐用量小于200 L等。构建了基于气压控制熔盐流速的物理模型，推导出系统流速的具体表达式，分析控制管道熔盐压差的比例、积分和微分（Proportion-Integration-Differentiation，PID）算法对流速稳定性的影响。通过MATLAB软件仿真，确定了可行性的控制方案参数，并为仪控元件的选型提供了依据。  
        关键词：超声波流量计;流量标定平台;MATLAB物理仿真;熔盐回路   
        37
        |
        10
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10024210 false
        发布时间：2021-05-19
      • 陈杰,周涛,刘亮,夏榜样
        2017, 40(3): 030605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.030605
        摘要：以中国百万千瓦级超临界水冷堆（CSR1000）堆芯为研究对象，建立热工水力计算模型，计算出冷却剂和慢化剂温度分布、堆芯功率分布、燃料组件出口压力及流量分配等参数。计算结果表明，适当增加堆芯内部燃料组件流量比例，可以有利于径向功率展平，内外燃料组件通道出口压降，呈现"N"型变化，增大内部燃料组件的堆芯入口功率，内部组件内的流量分配也将减少，而外部燃料组件通道中的流量将增加，适当调整堆芯入口流量初始分配比例，可以使各通道功率分布展平。  
        关键词：CSR1000;内外燃料组件;流量分配;压降   
        21
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10024126 false
        发布时间：2021-05-19
      0