最新刊期
      2018 年 第 41 卷 1 期

        核能科学与工程

      • 吴樑,徐国梁,周一夫,张传家,毛世峰,罗正平,郭勇,彭学兵,叶民友
        2018, 41(1): 010602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010602
        摘要：由于低质量数材料不可接受的高腐蚀率以及氚共沉积的问题，未来聚变堆中更希望使用全钨壁。由于钨在芯部的高辐射冷却率，芯部的钨杂质浓度需要限制在非常低的水平（约10-5）。中国聚变工程试验堆（China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR）要求其高功率稳态运行，全钨壁是优先考虑的方案。为了估计全钨壁CFETR的芯部钨杂质浓度，用边界等离子体物理模拟软件SOLPS（Scrape-off Layer Plasma Simulation）对下单零偏滤器位形不同氖气（Ne）辐射杂质注入速率下模拟得到边界等离子体背景，再利用蒙特卡罗杂质输运程序DIVIMP（DIVertor and IMPurity）对钨杂质的输运进行了模拟。当Ne注入速率较低、靶板温度仍然较高时，即使仅考虑靶板为钨材料，芯部钨杂质浓度依然过高。当外靶板峰值温度降低至约10 eV时，钨靶板对芯部钨杂质浓度的贡献降至可接受的水平；但当包含主等离子体室壁的贡献时，芯部钨杂质浓度仍然达到10-4的水平。因此当Ne杂质注入速率较高时，过高的芯部钨杂质浓度主要来源于主等离子体室壁。未来的工作中需要进一步关注钨壁对芯部钨杂质浓度的影响。  
        关键词：中国聚变工程试验堆;DIVIMP;等离子体与壁相互作用;数值模拟;钨杂质输运   
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        发布时间：2021-05-19
      • 于世和,严睿,冀锐敏,周波,刘亚芬,邹杨
        2018, 41(1): 010605. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010605
        摘要：反应性控制系统的设计是反应堆物理设计的主要内容之一。氟盐冷却高温球床堆（Pebble Bed-Fluoride salt-cooled High temperature Reactor，PB-FHR）用B4C吸收体的控制棒作为反应性控制的主要手段。所有控制棒分布于石墨反射层的孔道中，其空间布局、几何结构、中子吸收体的特性参数等是影响控制棒反应性控制的关键因素。本文基于SCALE6程序，以10 MW固态燃料钍基熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel，TMSR-SF1）（属于PB-FHR）设计模型为参考，系统研究了石墨反射层中控制棒径向位置、有效行程、棒体结构、吸收体长度、吸收体密度等因素对控制棒价值的影响。结果表明，控制棒的径向位置对控制棒价值影响较大；控制棒吸收体长度需综合考虑上下限位及极限下插限位对价值变化的影响；10B的原子密度变化对控制棒价值影响较小。本研究为PB-FHR的反应性控制系统的设计及控制棒的制造加工提供理论参考。  
        关键词：氟盐冷却高温球床堆;反应性控制;控制棒布局;控制棒价值   
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      • 曾友石,吴胜伟,钱渊,杜林,王广华,黄豫,刘文冠,刘卫
        2018, 41(1): 010604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010604
        摘要：利用氢同位素在熔盐中的扩散渗透特性测试系统，本研究对FLiNaK熔盐中氢和氘的渗透扩散行为进行了研究。首先，通过对比分析熔盐侧充氢和金属侧充氢的实验结果，发现通过熔盐侧充氢的实验可更准确地反映FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质。其次，通过熔盐侧充氢实验，获得了550-700 ℃时FLiNaK熔盐中氢的扩散系数与溶解度常数，两者可分别表述为：DH2=1.62×10-5exp（-48.20×103/RgT）m2·s-1和KH2 =6.18×10-5exp（-11.14×103/RgT）mol·m-3·Pa-1。最后，通过对比分析金属侧充氢和金属侧充氘的实验结果，发现同位素效应并不影响FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质的研究，从而为氢和氘代替氚进行FLiNaK熔盐中氚行为性质的研究提供实验基础。  
        关键词：FLiNaK熔盐;氢;氘;渗透;扩散   
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        发布时间：2021-05-19
      • 邝刘伟,刘花蓉,陈哲
        2018, 41(1): 010603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010603
        摘要：为了准确测量燃料管燃耗和验证燃料管运行的正确性，保证反应堆安全运行、提高燃料的利用率和经济性，针对大直径燃料管相对燃耗测量存在的问题，根据燃料管结构设计了燃料管γ扫描测量系统。首先，用已知活度的10 mm 137Cs标准点源验证了装置的可靠性和方法的可行性。然后，选取了同一燃料组件3种不同直径燃料管进行γ扫描，分别测量了燃料管径向和轴向相对燃耗分布，根据径向相对燃耗分布确定了燃料管阴阳面。最后，在燃料管阳面最大燃耗处进行燃料管轴向γ扫描，获得燃料管轴向相对燃耗分布，并对比各层燃料管相对燃耗大小。通过本方法确定的燃料管相对燃耗测量相对误差小于4%，实现了燃料管相对燃耗的精确测量，为其它类型燃料元件相对燃耗测量提供了一种新思维。  
        关键词：燃料管;核素选择;相对燃耗   
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        发布时间：2021-05-19
      • 徐兵兵,徐坤,叶民友,毛世峰,雷明准,彭学兵
        2018, 41(1): 010601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010601
        摘要：正在研发的中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR）集成设计平台包括物理设计平台和工程设计平台，工程设计平台采用模块化方式，包括磁体、真空室、偏滤器、中子学等模块。模块设计中涉及用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）软件来对堆内部件开展热工水力分析，CFD的热源项包括中子学计算产生的核热，而中子学分析软件（如Monte Carlo N particle transport code，MCNP）核热输出结果文件存在CFD软件无法直接读取等问题。因此，基于网格-网格插值和点-点插值法，开发了中子学与CFD核热耦合模块，提供两种途径实现高精度的三维核热耦合。使用CFX软件，以CFETR的一种氦冷陶瓷包层（Helium Cooled Ceramic Breeder blanket，HCCB）中增殖单元模块为对象，进行了热工水力分析，计算结果表明了核热耦合模块功能的可靠性。  
        关键词：中国聚变工程实验堆集成设计平台;核热耦合模块;MCNP;CFX;氦冷陶瓷包层   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 刘文彪,陈伟,田自宁,王雪梅,苏川英,冯天成
        2018, 41(1): 010501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010501
        摘要：用HPGe γ谱仪对高活度放射性样品进行测量时，在能谱中出现了全能峰右侧明显高于左侧的现象，为准确定量分析γ放射性核素带来困难。通过理论分析，详细解释了该现象产生的原因，实验验证了理论分析结论是正确的。分析结果表明，全能峰右侧高于左侧的现象主要由偶然符合效应引起，并且总体上全能峰左右两侧高度的比值随死时间增大先增后减，当死时间小于等于1.0%时，全能峰左右两侧高度近似相等，当死时间位于1.0%-4.0%时，峰左右高度比值随死时间而增大，当死时间位于4.0%-56%时，峰左右高度比值随死时间增加而减小。并通过实验结果与LabSOCS计算结果对比，显示右高左低这种现象并不会对点源的能谱测量造成影响。  
        关键词：γ能谱;全能峰;偶然符合   
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        发布时间：2021-05-19
      • 张林,莫丹,丁天栋
        2018, 41(1): 010502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010502
        摘要：利用兰州重离子加速器提供的25 MeV·u-1 86Kr26+离子辐照的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜蚀刻制备了多种规格核孔膜；针对饮茶时残存杯底的茶垢，用核孔膜开展了一系列茶汤过滤实验及滤后分析。过滤方法为螺旋平板小试仪上进行的死端过滤。对过滤后的茶汤和滤后膜表面分别进行了激光粒度、浊度色度、扫描电镜等分析，证明对茶汤除杂的有效性，观察截留的颗粒物形态；用流速测定的方法记录了滤膜的流速衰减过程；对流速和过滤效果俱佳的15 μm核孔膜进行了在水壶中冲泡的耐久性测试，提出了核孔膜污染后可能的清洗方法。本文探讨了过滤过程初始流速对滤膜寿命的影响，指出控制初始流速是一种核孔膜过滤的优化操作，具有一定参考意义。  
        关键词：核孔膜;微滤膜;茶过滤;粒度;寿命;初始流速   
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        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 李奇,王世联,樊元庆,赵允刚,张新军,贾怀茂,刘蜀疆,常印忠
        2018, 41(1): 010403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010403
        摘要：131Xem、133Xem、133Xe和135Xe是全面禁止核试验条约（Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty，CTBT）监测地下核试验最重要的核素。氙同位素活度通常采用HPGe γ能谱法和β-γ符合法等相对方法测量，准确刻度测量系统的探测效率是氙同位素活度准确测量的关键。本文介绍了用内充气正比计数管系统通过长度补偿法准确测量131Xem活度浓度的方法，131Xem活度浓度测量结果为（1.75±0.01）Bq·mL-1，为相对测量系统的探测效率刻度提供了活度标准。  
        关键词：放射性氙同位素;活度浓度;内充气正比计数管   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李明慧,牛萍娟,董明义,赵航,胡鹏,于丽媛,胡涛,王志刚
        2018, 41(1): 010402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010402
        摘要：随着环形正负电子对撞机（Circular Electron Positron Collider，CEPC）方案的提出，由硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier，SiPM）和塑料闪烁体组成的读出单元作为电磁量能器的预研方案之一，逐渐成为研究热点。在探测器预研阶段需要对读出单元性能进行充分研究，因此我们设计了一套自动化测试系统用于对读出单元进行测试、分析并改善其性能。利用DT5751波形采样插件、SiPM驱动电路板、步进电机、低压电源、继电器等完成硬件搭建，以LabVIEW为开发平台完成了软件的串行协议接口之间的通信，实现了读出单元的自动化测试，编写了相应的数据处理程序。在此基础上进行了SiPM刻度、闪烁体发光均匀性以及反射材料对光输出影响的研究。测试结果表明，ESR反射膜包裹的塑闪条具有最高的光输出，塑闪条耦合10 μm像素SiPM的光输出为耦合25 μm像素SiPM的三分之一。  
        关键词：硅光电倍增管;塑料闪烁体;电磁量能器;环形正负电子对撞机   
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        发布时间：2021-05-19
      • 尹士玉,马丽双,钱森,高峰,朱瑶,王志刚,宁哲,王治乐,陈鹏宇,袁彬桓
        2018, 41(1): 010401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010401
        摘要：在传统光电探测领域，双碱光阴极光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）的光谱响应范围一般在300-700 nm，因此波长大于700 nm的红外光常被用作此款PMT生产或者测试过程中的背景光。然而在用红外发光二极管（Light Emitting Diode，LED）做PMT系统标定时发现PMT产生了红暴现象。其原因可能有两种：一是系统标定所用的红外LED存在白光光谱范围的杂散光；二是双碱光阴极PMT对红外光的微弱响应。本文通过设计实验，用红外激光管干扰双碱光阴极PMT的单光子状态，证明双碱光阴极PMT确实对红外光有响应，并对不同生产工艺制备的双碱光阴极PMT的红外响应特性进行了评估。  
        关键词：双碱光阴极;光电倍增管;单光子测试;红外响应   
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        发布时间：2021-05-19

        同步辐射技术及应用

      • 秦超,薛松,王楠,孙小沛,祝万钱
        2018, 41(1): 010101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010101
        摘要：针对上海同步辐射光源二期部分线站对压弯椭圆柱面镜的需求，研制出了一种双拉杆压弯机构。对该机构进行理论计算与分析，建立压弯机构的三维模型，对其进行有限元分析。分别分析了水平聚焦、垂直聚焦、和垂直聚焦（有重力补偿）情况下的面形误差。水平聚焦，拉杆位移分别为9.2 mm、10.1 mm，可以获得与理论椭圆相比面形误差为0.35 μrad的椭圆面形；垂直聚焦，拉杆位移分别为7.4 mm、8.4 mm，面形误差为0.88 μrad，误差较大，所以该机构中需要加装重力补偿装置；使用三点重力补偿，加载合适的补偿力，最终得到拉杆位移分别为9.1 mm、10.1 mm，面形误差为0.45 μrad，满足设计要求。  
        关键词：压弯;椭圆柱面;有限元分析;面形误差   
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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

      • 杜海燕,赖万昌,石希瑜,陈诚,胡燕,赵瑞
        2018, 41(1): 010202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010202
        摘要：讨论了便携式能量色散型X荧光仪检出限受背景扣除方法、管电压与管电流的影响。采用空白样扣本底法、线性本底扣除法、斯托林斯基法（Sterlinski）三种方法扣本底，试验了与之适宜的管电压与管电流范围，比较了三种方法的优缺点。检出限与测定限存在一定的对应关系，利用检出限得到测定限，对低含量的样品进行了定量的分析。为降低检出限值和更准确地测量低含量金属元素在背景扣除方法、测量条件等方面的选择提供参考。  
        关键词：X荧光仪;检出限;本底扣除;管电压;管电流   
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      • 李楠,祁宁,陈志权,王波
        2018, 41(1): 010201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010201
        摘要：正电子湮没寿命与正电子所在位置的电子密度密切相关，因此能反映材料内部原子尺度的微观结构信息，是研究材料缺陷的灵敏探针。正电子湮没寿命可利用时间符合谱仪进行测量，而寿命谱仪的时间分辨函数一般在200-300 ps之间，因此在实际测量中得到的正电子寿命的精确程度是人们广泛关注的问题。本文通过对几种典型样品进行长时间重复测量，并通过改变谱仪的工作状态，研究了各种因素如谱仪的分辨函数、寿命谱总计数、样品中寿命成分个数及各寿命之间的间隔对所分析出的正电子寿命值的影响。研究发现，在谱仪保持状态稳定的情况下，寿命谱的统计测量计数为100万左右时，对于单晶Si中的单个正电子寿命（218ps），经过重复测量得到的标准偏差小于0.5 ps。对于存在三个寿命分量的高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯（Poly（methyl methacrylate），PMMA）中，其平均寿命的标准偏差也小于1 ps，其中长寿命成分τ3（1.83 ns）的标准偏差仅为0.016 ns。研究还表明，谱仪时间分辩函数的大小对正电子寿命测量值的影响很小。我们的结果证明正电子寿命测量具有较高的统计精度，能准确反映材料中微观结构细小的变化。  
        关键词：正电子寿命;时间分辨率;标准偏差;统计精度   
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        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 刘琪,李文军,陆丽娜,谢园园,王明超,秦松,杜振宁
        2018, 41(1): 010302. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010302
        摘要：通过建立X射线辐射损伤小鼠模型，研究藻蓝蛋白（Phycocyanin，PC）对辐射引起鼠氧化损伤的保护作用。选取C57 BL/6雄性小鼠72只，按体重随机分为正常对照组、单纯辐射组、PC预防组、阳性对照组，每组18只。辐射前连续灌胃相应受试样品7 d，在第8 d，除正常组外，其余各组接受全身一次性6 Gy的X射线照射。各组分别在辐射后的1 d、3 d、7 d留取血浆和组织，并检测血浆及肝组织中的抗氧化酶活性及肝组织中活性氧自由基（Reactive Oxygen Species，ROS）含量。实验结果表明，藻蓝蛋白显著提高了辐射后小鼠血浆中和肝脏中抗氧化酶超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GSH-PX）的活性（p < 0.05），降低了丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量（ p < 0.05），减少肝组织中ROS的含量（ p < 0.05）。结果表明，藻蓝蛋白可提高小鼠抗氧化能力，减轻辐射对机体造成的氧化损伤，对小鼠辐射损伤有较好的防护作用。  
        关键词：藻蓝蛋白;X射线辐射;抗氧化系统   
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      • 黄顺,韩彦江,胡孔珍,王猛,孙朋辉,吴湖炳,王全师,赵肃清,郑希
        2018, 41(1): 010301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.010301
        摘要：通过“点击化学”方法尝试埃罗替尼（Erlotinib）的18F标记，探索其全自动放化标记并进行初步评价。使用国产PET-MF-2V-IT-I合成模块，以2-18F-氟叠氮乙烷（18F-FEA）为放射化学反应中间体，通过“点击化学”反应制备18F-FEA-Erlotinib，产物经半制备高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）分离、C-18柱富集，最后经乙醇淋洗即得。18F-FEA-Erlotinib自动化合成时间70 min，总放射化学产率为（54±2）%（n > 5，衰变校正），放射化学纯度大于99%，放射性比活度高于200 MBq·μmol -1，K2.2.2含量低于10 mg·L-1，无菌无热原符合要求，体外稳定性好，具有和Erlotinib相似的亲脂性。自动化合成18F-FEA-Erlotinib操作简便，高效可靠，质量控制符合要求，能满足科研及临床用药要求，本工作为进一步研究18F-FEA-Erlotinib靶向表皮生长因子受体（Epithelial Growth Factor Receptor，EGFR）的肿瘤正电子断层扫描（Positron Emission Tomography，PET）显像奠定了良好基础。  
        关键词：18F-FEA-Erlotinib;表皮生长因子受体;自动化合成;点击化学   
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