最新刊期
      2017 年 第 40 卷 5 期

        核电子学与仪器

      • 权征,王志刚,王俊静,董永伟,白永林,鲍天威,刘鑫,李然,李勇,吴伯冰,王瑞杰,王乐,王博,闫鹏,徐明,张力
        2017, 40(5): 050401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050401
        摘要：在宇宙线空间探测领域，三维成像量能器具有大几何因子和较强的粒子鉴别能力，因而具有广泛的应用前景。但是与二维量能器相比，其读出路数更多，电子学更复杂。增强电荷耦合器件（Intensifiedcharge-coupled device，ICCD）比传统的光电器件集成度高、体积小、功耗低、发热量低，正适合用于三维成像量能器的大规模读出，改善资源利用率。本工作主要讨论了ICCD在三维成像量能器方案中的应用，介绍了ICCD线性、光强分辨率测试结果以及对串扰进行修正的方法，最后给出使用欧洲核子中心（European Organization for Nuclear Research，CERN）提供的10 GeV电子束进行束流照射实验得到的能量重建结果，初步验证了ICCD用于三维成像量能器读出系统的可行性。  
        关键词：光斑;线性;串扰;束流实验;能量重建   
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        发布时间：2021-05-19
      • 曾国强,赖茂林,顾民,卿松,杨坤,谷懿,夏源,葛良全,肖明
        2017, 40(5): 050402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050402
        摘要：人工放射性气溶胶的监测环境较为复杂，有时甚至要在地下洞库、坑道或地下核设施测量，其环境中氡及其子体产物的浓度高达103-104 Bq·m-3。在高氡钍环境下，氡钍能峰拖尾导致其放射性计数影响了人工气溶胶道址计数，进而影响人工放射性气溶胶的探测下限。本文研制了一种适合在高氡环境下工作的常压、真空双通道人工气溶胶监测仪。虽然常压测量通道测量准确度较差，但响应速度快，可以弥补真空测量通道测量准确但响应速度慢的缺点。本仪器对大气环境中钚、铀气溶胶检测的响应时间快，在有人工核素泄露的情况下最快30 min内可以得到测量结果，理论探测下限可达到10-4-10-3 Bq·m-3，可验证探测下限为铀0.1 Bq·m-3、钚0.02 Bq·m-3，适用于各类需要对人工核素进行无人监测的高氡环境场所。  
        关键词：高氡钍背景;人工放射性气溶胶;探测下限;真空测量   
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        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 陈晖,曾文杰,张栋南,于涛
        2017, 40(5): 050602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050602
        摘要：射流装置由射流泵和主泵组成，引入MRX（Marine Reactor X）压水堆一回路系统中，有助于提升反应堆的固有安全性。反应堆启泵过程中，流量急剧上升导致堆芯温度变化，影响堆芯运行安全。通过计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对引入射流装置MRX一回路10%满功率（Full Power，FP）、17.5% FP和25% FP堆芯功率下启泵进行三维瞬态模拟，分析MRX一回路中射流装置流场瞬态特性。结果表明，射流装置的加入可以改善一回路自然循环能力，提高启泵工况下冷却剂初始变化流量，减缓变化趋势，改善过渡安全性；启泵过程中一回路温度存在波动现象，且堆芯功率越大，波动幅度越大，时间越长；启泵完成后射流泵喷嘴处流速较大。验证了压水堆中引入射流装置提升反应堆固有安全性的可行性，同时为进一步优化设计方案提供方向参考。  
        关键词：射流装置;启泵;计算流体力学;三维流场   
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        发布时间：2021-05-19
      • 杨磊,姜维维,郝亚雷
        2017, 40(5): 050603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050603
        摘要：一回路承压管道蠕变是压水堆核电厂严重事故重要现象之一。针对小型压水堆，本文基于SCDAP/RELAP5程序开发了严重事故分析模型，利用实验拟合方法得到了一回路主管道（SA321）、自然循环式蒸汽发生器传热管（00Cr25Ni35AlTi）两种材料蠕变预测分析模型，改进了SCDAP/RELAP5程序蠕变预测分析功能模块，并通过假想事故序列验证了SA321、00Cr25Ni35AlTi蠕变预测分析模型的合理性。为后续开展小型压水堆严重事故下一回路承压管道蠕变规律研究提供基础参考。  
        关键词：压水堆;严重事故;蠕变预测;SCDAP/RELAP5程序   
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      • 顾晨光,曾广礼,杨雄,钟阳,丁冬
        2017, 40(5): 050601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050601
        摘要：核石墨是熔盐堆的关键材料之一，断裂性能是核石墨的重要属性之一。首先通过四点弯曲实验测量了犬骨型核石墨的断裂载荷，观察裂纹扩展路径再运用扩展有限单元法（Extended finite element method，XFEM）对这一实验过程进行了模拟。模拟得到的裂纹扩展路径和断裂实验结果有很好的一致性，证明利用XFEM可以准确地模拟核石墨的断裂过程。同时确定了适用于核石墨的断裂准则。  
        关键词：核石墨;断裂载荷;扩展有限单元法;数值模拟   
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      • 刘余,任春明,汤琪芬,邓坚
        2017, 40(5): 050604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050604
        摘要：针对核电厂运行瞬态分析的功能需求，中国核动力研究设计院研发了PANTO（Program for Analysis ofNormal Transient and Overpressure）软件。该软件基于成熟可靠的系统分析模型和特殊部件模型，采用模块化的软件设计理念，应用面向对象的C++语言和java语言，具有完全自主知识产权。PANTO软件通过了单元测试、集成测试和系统测试，基本消除了所有的代码缺陷。针对秦山二期核电厂阶跃负荷增大10%与额定功率下全部甩负荷瞬态试验进行了验证计算。结果表明，PANTO软件能够较好地模拟瞬态中关键参数的变化情况，计算精度满足工程应用要求，适用于压水堆核电厂运行瞬态分析。  
        关键词：运行瞬态;软件研发;PANTO   
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      • 潘建宾,王国珍,轩福贞,涂善东
        2017, 40(5): 050605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050605
        摘要：基于英国R6规范选择3的方法构建了核压力容器接管安全端两种异种金属焊接结构（含隔离层的四材料结构和不含隔离层的三材料结构）的失效评定图（Failure assessment diagram，FAD），并分析了裂纹位置和裂纹深度对FAD的影响。结果表明，两种结构的极限载荷基本相同，裂纹位置对极限载荷基本没有影响。随裂纹位置由管嘴向316L安全端管区域靠近及随裂纹深度的增加，失效评定曲线（Failure assessment curve，FAC）下移，结构的安全性降低。由于两种焊接结构中，相同位置、相同尺寸裂纹的FAD和极限载荷基本相同，因而其抗断裂性能和结构强度基本相同。  
        关键词：失效评定图;异种金属焊接接头;核压力容器;安全端;裂纹   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李飞,彭蕾,时靖谊,马冰,金成,解尧
        2017, 40(5): 050606. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050606
        摘要：船用堆瞬态变工况下燃料棒包壳温度和冷却剂压力波动较大，引起包壳的疲劳损伤，因此包壳疲劳寿命分析至关重要。本文利用ANSYS软件模拟船用堆瞬态变工况下燃料棒的热机械行为，结合锆包壳疲劳寿命设计曲线，考察包壳温度、冷却剂压力、燃料棒内压以及辐照对船用堆燃料棒包壳疲劳寿命的影响。计算结果表明，瞬态变工况使得包壳疲劳寿命有很大降低；包壳温度变化与冷却剂压力变化相比，前者对包壳疲劳寿命的影响小；辐照会降低包壳疲劳寿命。在不影响核动力船舶机动性的前提下，可采取一些必要的措施来降低包壳的疲劳损伤。  
        关键词：船用堆;包壳;疲劳寿命   
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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

      • 肖洒,何伟波,帅茂兵,兰明聪,韦孟伏
        2017, 40(5): 050202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050202
        摘要：针对经典μ子成像方法用于特殊对象结构探测的技术难点，提出了一种通过直接比较对象发生结构变化前后μ子散射特征的差异来进行形变类型和尺度判定的新思路，称为正向参比法。相比于经典的逆向反演法，该方法在原理上对于初始结构已知的特殊核对象的结构变化探测更有优势。从初步模拟结果来看，在合理的天然μ子通量下，该方法可实现铀板内亚毫米尺度水平狭缝的存在及其尺度的准确判定。  
        关键词：μ子;重核材料;多重库仑散射;非参数检验;接受者操作特征分析   
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        发布时间：2021-05-19
      • 何振强,柯志勇,董岚,马娜,门玲鸰,梁静,罗涛,王铜,张晓辉
        2017, 40(5): 050201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050201
        摘要：漂移管直线加速器（Drift Tube Linac，DTL）是中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source，CSNS）直线加速器的主要部分，负责将脉冲流强为15 mA的负氢离子从3 MeV加速到80 MeV，再注入到快循环同步加速器（Rapid Cycling Synchrotron，RCS）中实现进一步加速。DTL加速器本身技术工艺复杂，要求极高的加工精度和准直安装精度，是CSNS的关键技术之一。本文介绍了中国散裂中子源漂移管的预准直方法，从最初的预研到正式安装，解决了一系列难题，包括漂移管的标定、安装和准直调整，形成一整套流水线式的预准直流程，最终漂移管预准直的精度优于物理设计指标，可为同类别的准直测量提供参考。  
        关键词：中国散裂中子源;漂移管;预准直;激光跟踪仪   
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        发布时间：2021-05-19

        同步辐射技术及应用

      • 陈昕,徐卫青,徐龙泉,田红春,刘亚伟,朱林繁
        2017, 40(5): 050102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050102
        摘要：研制了一台电子能量损失谱仪用的中高能电子枪。其产生的电子与原子、分子发生碰撞，通过谱仪收集、分析散射电子的动量和能量，可以获得靶的电子结构和碰撞动力学信息。该电子枪结构简单，由热阴极、栅极、阳极、聚焦极和偏转板组成；电子能量可调范围大（1-3 keV），操作简单。为了获得最优的束流条件，利用SIMION电子光学软件模拟了电子发射源大小和初始发散角对靶点处的束斑大小和束流发散角的影响。在电子能量为1.5 keV条件下，实验检验给出在离电子枪出口27 mm处可获得束径约为0.95 mm、束流发散角约0.93°和束流强度6.27μA的电子束，满足电子能量损失谱仪的使用要求。  
        关键词：电子枪;热阴极;电子光学;发散角;束流强度;电子能量损失谱仪   
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        发布时间：2021-05-19
      • 刘星,陶旭磊,王春鹏,周晓娟,杨树敏,吴衍青,邰仁忠
        2017, 40(5): 050101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050101
        摘要：表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scatting，SERS）是一种非常重要的化合物分析技术，在光谱分析、生物传感等领域有着广泛的应用。理想的SERS基底需要同时具有高灵敏度和高均一性，这就需要制备一种大面积并且周期小于100 nm的金属纳米阵列。同步辐射X射线干涉光刻技术具有很高的光刻分辨能力和均匀性，可以制备高密度的金属纳米阵列。利用X射线干涉光刻方法制备了区域面积为320μm×440μm和周期为100 nm的二维周期结构，同时保持了高复制性和优异的均匀性。金属纳米阵列作为表面增强拉曼散射基底时可以提供很好的灵敏度和重复性。对于R6G染料，最低探测极限可达10-9 mol·L-1。在单片样品内的均匀性良好，相对标准偏差为6.72%。此外，表面拉曼增强基底能重复利用，可进一步降低成本。  
        关键词：X射线干涉光刻;金属纳米阵列;表面增强拉曼散射   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 赵彦,李凡,郭琳洁,代江兵,邢淑,王丽华
        2017, 40(5): 050501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050501
        摘要：基因治疗的关键是如何高效转运基因进入细胞核并发挥作用，实时观察脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleicacid，DNA）在细胞核中的分布对于了解基因治疗的效果非常重要。其中，载体的安全性、运输效率等是基因治疗的关键影响因素。本工作构建了核定位序列（Nuclear Localization Signal，NLS）与DNA四面体的复合结构，提高了细胞核摄取DNA四面体的效率。利用“点击”化学反应将NLS与DNA四面体进行共价连接，解决了简单混合带来的稳定性差等问题。进一步研究了不同长度和等电点的NLS序列在与DNA四面体连接时的效率，发现与经典的NLS12相比，等电点为4.84的NLS29与DNA的非特异性结合显著降低，连接反应的效率从37.3%提高到72.3%。经高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）分离纯化后的NLS12-DNA和NLS29-DNA均可以靶向细胞核，说明改变NLS的长度和等电点后仍保持了很好的活性。该研究改善了正电NLS与负电DNA之间由于非特异性结合容易形成沉淀的问题，为临床基因治疗奠定了基础。  
        关键词：细胞核;核定位序列;DNA四面体;“点击”化学   
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        发布时间：2021-05-19
      • 宋英明,梁烨,叶凯萱,张震宇,张秋楠,王宁,颜佳伟,朱志超,邹树梁
        2017, 40(5): 050502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050502
        摘要：辐射场分布和路径选择是核设施退役过程中影响工作人员吸收剂量的主要因素。针对核设施退役过程中多源项的三维辐射场，采用点核积分的方法进行重构，重构结果与蒙特卡罗程序计算结果吻合很好，验证了点核积分法的可行性。将核退役拆除路径问题抽象为一种类旅行商问题数学模型，构造不同拆除路径下所受外照射剂量对应的剂量矩阵，根据辐射防护ALARA（As Low As Reasonably Achievable）原则，利用遗传算法进行寻优。对于多源项退役拆除实例，计算给出了最优化拆除路径和三维可视化显示，并对优化效果进行了讨论。设计开发了面向核设施退役过程的辐射场重构与拆除路径优化功能软件。  
        关键词：核设施退役;辐射场重构;拆除路径优化;功能软件   
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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

      • 李荣,庞利娟,张明星,王明磊,张茂江,刘西艳,马红娟,王谋华,吴国忠
        2017, 40(5): 050301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.050301
        摘要：采用电子束预辐射接枝法将丙烯腈和丙烯酸接枝于聚丙烯（Polypropylene，PP）纤维上，并探讨了吸收剂量和反应温度对接枝率的影响。随后通过偕胺肟化反应制备出含偕胺肟基和羧基的PP纤维吸附剂。红外光谱数据表明，丙烯腈和丙烯酸成功接枝到PP纤维上，偕胺肟化反应将腈基转化为偕胺肟基，同时对改性前后PP纤维的表面形貌和热性能进行了表征。厦门海域真实海水吸附性能测试结果表明，所制备的PP纤维吸附剂铀吸附容量最高可达到0.81 mg·g-1（吸附时间为68 d），PP纤维吸附剂的铀吸附容量与其接枝率和偕胺肟基密度不呈正相关。  
        关键词：聚丙烯纤维;偕胺肟基;丙烯酸;铀酰离子;海水提铀   
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