最新刊期
      2017 年 第 40 卷 9 期

        核电子学与仪器

      • 陈立,顾民,曾国强,葛良全,杨坤,肖明
        2017, 40(9): 090402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090402
        摘要：介绍和分析了人工放射性气溶胶在线监测仪氡子体扣除算法中比例系数扣除法，现有算法存在分类粗糙、扣除准确度不高以及适应性不强等不足。为进一步提高扣除的准确度，降低检测限，提出了利用聚类分析先对谱线进行分类，然后在每个类中利用神经网络进行计算，最后进行扣除的方法。测试结果证明了聚类分析和神经网络扣除方法均能明显降低人工放射性气溶胶在线监测仪的检测限。  
        关键词：气溶胶;氡子体;聚类分析;神经网络   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李继承,刘聪展,张翼飞,赵建领,阎博
        2017, 40(9): 090401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090401
        摘要：设计了一个8通道的脉冲波形分析器。此系统以双现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）为核心，板载大容量同步双端口随机存取存储器（Random-Access Memory，RAM），并行8通道96 MHz高速采样模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC），能够同时对8路脉冲波形进行采样分析，得到脉冲时间间隔谱、脉冲幅度谱和脉冲宽度谱。该设备ADC以10.4 ns的采样间隔采集脉冲数据，通过通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）2.0与电脑实现数据上传，并借助上位机进行数据的实时显示。该设备已成功运用于硬X射线调制望远镜（Hard X-ray Modulation Telescope，HXMT）卫星高能主探测器的电性测试，并能够广泛适用于核辐射研究领域。  
        关键词：现场可编程门阵列;多通道;高分辨率;脉冲波形分析器   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 卢嘉炜,苏伟,谢华
        2017, 40(9): 090501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090501
        摘要：针对含铀废液这类具有放射性的特殊废液，本实验选用养护28 d、粒径为200-220 μm的水泥颗粒作为吸附剂，通过改变吸附时间t以及pH值，获得地质特种水泥对含铀溶液的静态吸附规律。实验结果表明，地质特种水泥对不同浓度含铀溶液（20 mg·L-1、30 mg·L-1、40 mg·L-1）的静态吸附均在第1.5 d基本达到吸附平衡，最大吸附量（qe）分别达到40.257 mg·g-1、60.423 mg·g-1、80.386 mg·g-1，最终静态平衡吸附率高达99.95%；保持铀溶液浓度一定（30 mg·L-1），改变吸附体系的pH值（5、7、9），地质特种水泥对U（Ⅵ）的吸附率均可达到99.50%，无显著差异。以上结果表明，在本实验设定的环境条件下，地质特种水泥对U（Ⅵ）有极强的吸附能力，且其吸附效果基本不受含铀溶液浓度和pH值的影响。同时，静态吸附动力学模型研究表明，伪二级动力学模型能很好地描述地质特种水泥静态吸附铀的全过程（t=0-41 d），其相关系数R2高达99.99%，表明地质特种水泥对U（Ⅵ）的吸附机理为：吸附速率按照与吸附驱动力（qe-qt）的平方呈正比关系进行演变。  
        关键词：含铀废液;地质特种水泥;静态吸附;动力学模型   
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      • 卿云花,刘盼,郑琪珊,张燕,黄丽华
        2017, 40(9): 090502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090502
        摘要：在实验室仅存在混合刻度源条件下，探讨不同解谱方法对放射性核素活度估算的适用性。本文利用HPGe γ谱仪测量样品，并分别采用效率曲线法和相对比较法来分析样品中241Am、60Co、137Cs、40K核素活度。结果表明，若干扰核素对样品中待分析核素产生的影响可忽略，但对混合刻度源中相应的待分析核素影响较大时，经综合考虑，相对比较法所得结果优于效率曲线法；若干扰核素对样品中待分析核素产生的影响不可忽略，但对混合刻度源中相应的待分析核素影响不大时，与相对比较法相比，效率曲线法占优势。  
        关键词：HPGe γ谱仪;混合刻度源;分析方法;放射性核素   
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        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 冯权胜,徐博,潘登,邹杨,徐洪杰
        2017, 40(9): 090601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090601
        摘要：堆芯入口流场设计是小型固态燃料熔盐堆系统项目内容之一，它对反应堆结构的稳定性、堆芯温度和流场分布有着非常重要的影响。研究了熔盐流道流通面积变化对堆芯入口温度、流场分布及压降的影响，优化熔盐流道几何结构。以小型熔盐球床堆模型为研究对象，取符合实际边界条件的输入参数，通过改变熔盐流道流通面积，使用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）通用程序Fluent 16.0对堆芯入口内熔盐的热工水力特性进行数值模拟。在考虑实际下反射层流道的流通面积占比最大为18.14%下，研究了熔盐流道流通面积占比在区间[0，15.00%]变化。结果表明，堆芯活性区熔盐最高局部热点温度随熔盐流道流通面积比的增大而增高；堆芯入口内的压降随下反射层熔盐流道流通面积比的减小而增大；在径向方向上流进孔道的熔盐流速随着孔道远离堆芯位置而增大。本研究可为小型固态燃料球床熔盐堆优化设计提供一定的参考价值。  
        关键词：固态熔盐堆;入口流量分配;熔盐流道;热工水力   
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        发布时间：2021-05-19
      • 王京华,程懋松,戴志敏
        2017, 40(9): 090602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090602
        摘要：钍基熔盐堆核能系统（Thorium-based Molten Salt Reactor，TMSR）是中国科学院首批启动实施的战略性先导科技专项，旨在研发第四代反应堆核能系统。固态燃料钍基熔盐实验堆（The Solid Fuel Thorium-based Molten Salt Experimental Reactor，TMSR-SF1）是一个10 MW热功率的氟盐冷却球床堆，目前已经完成方案设计和初步工程设计。功率控制系统是反应堆一个关键控制系统，实现反应堆正常启动、功率运行和正常停堆功能，对保证反应堆安全和稳定运行起着极其重要的作用。根据TMSR-SF1运行控制要求，结合自适应控制理论，基于Lyapunov稳定性理论设计了一种TMSR-SF1模型参考自适应功率控制器。基于TMSR仿真平台，使用MATLAB/Simulink建立了自适应功率控制系统模型，并开展了控制器特性分析。结果表明，自适应功率控制器具备良好的负荷跟随能力，抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高，能够满足TMSR-SF1功率控制的要求，确保堆芯的输出功率与功率设定值相匹配。  
        关键词：固态燃料熔盐堆;自适应控制;MATLAB/Simulink;功率控制;仿真   
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        发布时间：2021-05-19
      • 赵晶,王凯,焦小伟,何兆忠,陈堃
        2017, 40(9): 090603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090603
        摘要：氟盐冷却高温堆（Fluoride salt-cooled High-temperature Reactor，FHR）是一种采用包覆颗粒燃料、高温熔融氟盐冷却剂的先进反应堆。部分FHR概念采用了反应堆容器辅助冷却系统（Reactor Vessel Auxiliary Cooling System，RVACS）导出事故下的堆芯余热。RVACS通过导热、对流换热、辐射换热等非能动过程，在事故发生时将堆芯余热排出至大气中。本文采用中国科学院上海应用物理研究所设计的10 MW FHR作为基准，利用RELAP5-MS程序，对其在全厂断电事故下的瞬态过程进行了模拟，验证了RVACS的余热导出能力。本文进一步研究了高反应堆功率情况下的全厂断电事故的瞬态过程，探讨了不同反应堆功率的FHR对RVACS散热能力的要求。  
        关键词：氟盐冷却高温堆;反应堆容器辅助冷却系统;RELAP5-MS;全厂断电   
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        发布时间：2021-05-19
      • 戴明,朱贵凤,戴叶,邹杨,余笑寒
        2017, 40(9): 090604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090604
        摘要：球床氟盐冷却高温堆的控制棒位于侧反应射层内，存在无裂变中子源且受堆芯泄漏谱强烈影响的强吸收体区域扩散计算难题。超级均匀化方法（Super Homogenization，SPH）被用于对氟盐球冷却床堆侧反射层中控制棒区域的强吸收体进行等效均匀化处理，同时堆芯除控制棒区域外采用谱修正方法（Spectra Modification，SM），将输运计算的结果作为基准进行验算。结果表明，SM-SPH模型能有效地计算球床氟盐冷却高温堆反射层控制棒价值及通量分布，并且较常规的SPH方法能更好地处理棒间干涉效应。  
        关键词：球床氟盐冷却高温堆;控制棒;超级均匀化方法;强吸收体   
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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

      • 秦欢,王欣欣,田坤,夏冰
        2017, 40(9): 090302. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090302
        摘要：建立了一种基于氢氧化铁-碳酸钙载带水中226Ra的γ能谱分析方法，适用于环境水中226Ra分析。在计算公式中，采用样品粉末质量修正因子和方法回收率对测量结果进行修正。通过对20 L水样的加标验证，本方法加标样的回收率高于83.0%，各组加标样回收率的平均值高于90.9%，准确度范围为2.05%-12.7%，精确度范围为3.20%-5.38%。利用无源效率刻度软件计算探测效率来确定探测下限和样品使用量的关系，得出采样量为40-60 L时最佳，此时探测下限为2.0 mBq·L-1左右。  
        关键词：γ能谱分析;方法回收率;探测下限;准确度;精确度   
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        发布时间：2021-05-19
      • 刘占元,张虎,王日腾,宁勇智
        2017, 40(9): 090301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090301
        摘要：镎的提取和分离是后处理领域重点关注的研究课题之一。甲基肼作为一种有机无盐试剂，其还原Np（Ⅵ）的速率快于还原Pu（Ⅳ）的速率，理论上可以利用其反应速率上的差异来实现镎与钚的分离。为了探索甲基肼还原反萃分离镎、钚的可行性，本文采用单级萃取池研究了甲基肼还原反萃Np（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）的过程。通过考察还原剂浓度、硝酸浓度以及反应温度和搅拌速率等条件对甲基肼还原反萃Np（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）过程的影响，确定了Np（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）反萃动力学方程和表观活化能。通过所得的动力学方程得出甲基肼还原反萃Np（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）的半反应时间，并对Np（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）分离过程的工艺进行了初步探索。  
        关键词：甲基肼;还原反萃;镎;钚   
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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

      • 邓玉福,谷珊,项亚威,庞海榕,孟德川,潘庆超,花巍,于桂英
        2017, 40(9): 090201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090201
        摘要：采用间接测量的方法，对菱镁矿的化学分析过程进行处理，建立目标元素Mg与中间观测元素Ba之间的对应关系，以Ba的能量色散X射线荧光（Energy Dispersive X-ray Fluorescence，EDXRF）测量结果，计算出菱镁矿测试样品中镁的含量为29.43%，相对标准偏差为0.58%。借助于具有含量梯度的验证样品对方法的准确性进行了验证，得到的定标曲线具有良好的线性关系，测量结果显示准确度和可靠性高、稳定性和重复性好。该方法克服了EDXRF对轻元素直接探测效率低、结果精度差的缺点，为镁的测量提供了一种快速、准确、经济的检测思路和方法。  
        关键词：能量色散X射线荧光;菱镁矿;镁元素   
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        发布时间：2021-05-19

        同步辐射技术及应用

      • 彭川黔,何玉梅,王劼
        2017, 40(9): 090101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090101
        摘要：高精度面形检测系统是同步辐射光源、大型天文望远镜等领域X射线反射镜面的重要检测仪器。为了满足第三代光源及自由电子激光对X射线反射镜面的检测需求，由光学元件加工缺陷引入的系统误差必须得到减小或消除。基于法线追迹原理设计了新型的角度检测系统，在该系统中，小孔及光源组成光束选择装置用于自动选择一束沿待测镜面测量点处法线方向传播的光束。通过测量该光束角度的变化完成对待测镜面面形的检测。将系统中光学元件紧贴小孔放置，减小或消除由相应光学元件加工缺陷引入的角度测量误差。采用法线追迹原理在大角度范围内实现高精度角度检测。  
        关键词：法线追迹原理;加工缺陷;折射率不均匀;纳弧度检测系统;同步辐射光源   
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      • 潘要霖,毛成文,舒德明,李爱国
        2017, 40(9): 090102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090102
        摘要：空间分辨率和聚焦效率是X射线微纳探针最关键的技术指标。压弯非球面镜具备聚焦效率高、空间分辨好、加工难度低、色散消除等优点。基于上海光源硬X射线微聚焦及应用线站的现有条件，在精确压弯理论的基础上设计了高精度柔性铰链压弯机构并进行了有限元分析，并且进一步对压弯镜体宽度进行了优化。通过长程面形仪（Long Trace Profiler，LTP）对压弯机构的测试，得到压弯非球面镜的斜率误差为430 nrad，理论上可实现230 nm的硬X射线聚焦光斑。  
        关键词：X射线微纳探针;压弯非球面镜;柔性铰链;有限元分析   
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