最新刊期
      2018 年 第 41 卷 3 期

        核能科学与工程

      • 胡健,石兴伟,雷蕾,许超,温丽晶,乔雪冬
        2018, 41(3): 030602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030602
        摘要：非能动安全壳冷却系统（Passive containment cooling system，PCS）是大型先进压水堆核电厂专设安全系统之一，壳外冷却水膜在事故发生后对壳内的降温降压过程有着重要的作用。为了分析LOCA（Loss of Coolant Accident）事故工况下PCS整体响应过程的主要传热现象，验证PCS设计水膜覆盖率的安全裕度，本文利用安全壳专用分析程序分别对PCS原型系统和模拟试验台架（Containment safety vErification via integRal Test，CERT）进行建模，分析基准工况和恶劣工况下安全壳内的传热相关无量纲参数群（∏群）及其相似准则数（∏比）的变化，比较影响PCS降温降压能力的不同能量传递方式的重要程度，同时对其在试验台架上出现的失真度进行评价。结果表明，安全壳外冷却水膜建立后，壳内破口能量主要通过壳内壁面蒸汽冷凝和壳外壁面水膜蒸发载出，相应物理现象在台架模拟试验中应优先准确模拟；此阶段壳内热阱传热失真度较大，但由于其换热量很低可以忽略不计。通过传热特性失真评价认为，CERT试验台架可以有效模拟原型PCS在小水膜覆盖率时的传热现象。  
        关键词：非能动安全壳;水膜覆盖率;比例分析;传热特性;失真评价   
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        发布时间：2021-05-19
      • 王瑞英,冯文东,王韶伟,林权益,李雯婷
        2018, 41(3): 030603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030603
        摘要：介绍了环境保护部核与辐射安全中心开发的核事故后果预测与评价决策系统（Nuclear Accident Consequence Prediction and Assessment Decision System，NACPADS）的主要功能和特点，重点分析了NACPADS的精细评价模式、快速评价模式以及根据辐射监测结果估算剂量模式。最后，将NACPADS应用于我国某核电厂事故应急演习中，评价分析事故情景下的放射性影响。计算结果表明：NACPADS适用于核事故的早期后果评价。  
        关键词：核事故后果预测与评价决策系统;核事故;后果评价   
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      • 刘照青,赵泽龙,杨永伟,洪爽,孟海燕
        2018, 41(3): 030604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030604
        摘要：对于具有独立回路冷却液态铅铋（Liquid Lead-bismuth Eutectic，LBE）散裂靶的加速器驱动的次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical System，ADS），高能质子束流辐照靶体产生的散裂产物进入管道后，会持续释放光子，会对靠近流动管道的工作人员造成辐射损伤。本文利用高能粒子输运程序Fluka计算散裂靶的散裂产物累积产额，然后利用放射性衰变计算程序Origen2计算散裂产物释放的光子强度及分群能谱，最后利用Fluka进行流动管道内光子源项的屏蔽计算。对一种典型的Y型LBE有窗靶进行的流动管道屏蔽计算结果表明，参照GB18871-2002职业性放射性工作人员年剂量当量限值20 mSv的标准，若使用铅作为屏蔽材料，流动管道的管壁应该加厚20 cm。本文工作可为ADS系统LBE有窗靶的回路屏蔽设计提供参考。  
        关键词：加速器驱动的次临界系统;LBE流动管道;屏蔽计算;FLUKA;ORIGEN2   
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        发布时间：2021-05-19
      • 沈昊,熊进标,程旭
        2018, 41(3): 030601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030601
        摘要：核燃料组件是核反应堆的核心部件，其最常见的几何结构为棒束结构，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）作为一种辅助工具正大量地用于棒束的流动分析之中，但是国内外尚无统一的最佳实践方法，CFD模拟结果可信度存在争议。另外由于现在的CFD分析均是基于确定性的几何条件以及边界条件下进行，在真实的物理条件下存在大量的不确定性，这些不确定性会对模拟结果的可信度带来挑战。传统的不确定分析方法如蒙特卡罗抽样，因其巨量的计算不适用于CFD的不确定性分析。本文通过对网格、湍流模型以及壁面处理的分析，总结出棒束单相CFD的最佳实践方法，在此基础上，利用敏感性系数法着重分析壁面函数中κ的不确定性对预测压降的影响，结果显示：压降预测不确定性为96.11 Pa。  
        关键词：棒束流动;计算流体力学;不确定性量化   
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        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 张根灿,蒋舸扬,李德明,刘永好
        2018, 41(3): 030402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030402
        摘要：质子注入器的远程监控是保证质子治疗装置提供稳定束流输出的重要手段。为实现上海质子治疗示范装置的远程监控及装置的整体调试，本文利用质子注入器技术文档给出的网络通信协议，在Linux环境下，采用Python程序开发了质子注入器远程控制系统。该程序实现了质子注入器远程控制系统到为调试质子治疗装置而自行开发的基于实验物理和工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS）的控制系统内的接入。该远程控制及监测系统为质子治疗装置的智能远程整体调试及在线监控提供了软件基础。  
        关键词：质子注入器;Python;远程控制系统;实验物理和工业控制系统   
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      • 周雪梅,刘桂民,陈永忠
        2018, 41(3): 030401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030401
        摘要：移动式放射性惰性气体监测仪对不同能量的γ射线存在不同的能量响应，为了提高其测量γ射线的准确性，需要对该监测仪进行能量响应补偿。利用MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）软件模拟监测仪中的NaI（Tl）晶体在不同铅孔模型下的能量响应，通过比较不同模型下的标准偏差，选出屏蔽铅孔的最佳尺寸。模拟得出补偿铅孔的半径为3.0 cm、厚度为0.5 cm时，该监测仪的能量响应得到较好补偿。  
        关键词：移动式放射性气体监测仪;MCNP;能量响应补偿;铅屏蔽   
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        发布时间：2021-05-19

        同步辐射技术及应用

      • 黄山,谭松清,李瑞
        2018, 41(3): 030104. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030104
        摘要：为解决加速器电源因电网电压陷落导致电源输出电流突变问题，提出一种基于磁铁负载侧的动态电流补偿方法，该方法以并联方式在负载端进行电流补偿。本文对其原理进行了可行性分析，用带通滤波器提取突变波形并实时计算通过比例积分（Proportional Integral，PI）控制产生反向突变电流以达到抑制的效果，并通过了原理性仿真以及样机验证。从实验结果验证了方案的合理性，补偿电流的响应速度能够跟上突变电流，对于突变电流确实有明显的抑制效果。  
        关键词：加速器电源;突变电流;带通滤波;PI控制   
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        发布时间：2021-05-19
      • 于清林,张猛,谷端,赵明华
        2018, 41(3): 030103. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030103
        摘要：束团相空间是描述加速器中束流运行状态的重要参数，了解相空间的真实分布对于加速器设计、束团操纵具有非常重要的意义，利用相空间重建技术能够直观地得到束团二维相空间分布。本文结合计算机断层扫描技术（Computer Tomography，CT）与归一化相空间理论，在理论推导和模拟验证的基础上，分别利用MENT（Maximum Entropy）算法和FBP（Filtered Back Projection）算法在上海X射线自由电子激光装置（Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser facility，SXFEL）专用束测段（BI1）对电子束团的横向归一化相空间进行重建。通过重建算法变换得到电子束团的真实相空间分布，并对重建结果进行对比和误差分析。实验结果表明，MENT算法能够精确测量电子束团横向相空间分布。  
        关键词：归一化相空间;相空间重建;MENT算法;上海X射线自由电子激光装置   
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        发布时间：2021-05-19
      • 陈家华,徐中民,甄香君,薛松
        2018, 41(3): 030101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030101
        摘要：为了减少软X射线谱学显微光束线开光后光栅单色器系统光通量漂移的稳定时间，通过有限元分析开光后超环面镜转动机构的瞬态温度，得到2 h后推杆方向总的线性热膨胀量，以及由此引起聚焦光斑在出射狭缝中心处的水平偏移量。结果显示：超环面镜推杆方向热膨胀量为0.97 μm，聚焦光斑的水平偏移量达到141μm，而狭缝水平开口仅为50 μm，由此推断光通量漂移产生的主要原因是超环面镜吸收的热负载缓慢传导至正弦机构引起Pitch角持续变化。据此设计了超环面镜间接水冷结构，通过对结构优化后的超环面镜箱开光测试，将稳定时间由2 h以上缩短到30 min左右，有效地提升了用户机时的利用效率。  
        关键词：光栅单色器系统;超环面镜;光通量漂移;线性热膨胀;间接水冷   
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      • 赵子龙,徐慧超,龚培荣
        2018, 41(3): 030102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030102
        摘要：上海光源是高性能的中能第三代同步辐射光源，采用实验物理和工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS），是我国目前投入运行的最大的用户科学实验平台。为了能够掌握已运行16条线站上各个设备的状况，有一千余个传感器安装在各条线站上，用于设备的运行参量的记录。原有的运行数据通过EPICS自带的工具Channel Archiver来采集、存储和检索，但Channel Archiver在使用中表现出诸多不便。为了保证上海光源的运行数据能稳定、可靠地存储和方便地查询，本文采用了基于Archiver Appliance的新存档系统；同时，利用其提供的JSON（JavaScript Object Notation）接口，开发了基于Web网页的数据查询和分析系统，可对运行数据进行分类管理和查询，以及完成必要的运行数据的分析报表。该系统使用简便、操作可靠。  
        关键词：上海光源;实验物理和工业控制系统;数据获取程序;基于JavaScript的数据交换格式;网页服务   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 周兴彬,赵永松,方海涛,曾勤,陈红丽
        2018, 41(3): 030502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030502
        摘要：在加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical Systems，ADS）中，散裂源中子能量可以到达上百MeV甚至GeV，能谱分布非常复杂，已有的工作核数据库的截面数据无法满足其设计要求。传统工作核数据库的制作方法人工操作干预过多、耗时、繁琐且易出错，为此，开发出自动生成数据库程序。该程序在设计的能群结构、权重函数等参数基础上，通过程序自动生成适用于ADS系统的点状ACE格式和471群MATXS格式核数据库ANDL-ADS（Auto-generated Nuclear Date Library for ADS），支持高能中子（能量上限为150MeV/200MeV）的截面制作，并可根据需求进行多温截面的制作。通过不同材料的临界球、积分泄露率、高能屏蔽等基准例题的测试，初步验证了ANDL-ADS数据库的可靠性。  
        关键词：加速器驱动次临界系统;自动生成;核数据库;临界;屏蔽;验证   
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        发布时间：2021-05-19
      • 谭杰,张鹏
        2018, 41(3): 030501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030501
        摘要：为求解点堆燃耗方程组，通过自主编程燃耗计算模块，分别采用Chebyshev有理近似方法（Chebyshev Rational Approximation Method，CRAM）、Padé近似方法、Krylov Subspace方法以及线性子链法（Transmutation Trajectory Analysis，TTA）对不同规模的点堆燃耗系统进行燃耗计算，并与高精度下16阶系数的CRAM的结果进行对比分析。结果表明，CRAM能够高效地获得精确的计算结果，而且其系数阶数越高，精度越高，步长稳定性越高，因此目前燃耗计算多采用这种方法；Padé近似方法在双精度下对于中小规模燃耗系统能够快速获得精确结果，受步长影响小，而对于大规模燃耗系统需要采用高精度计算，且受步长影响也小；Krylov Subspace方法在双精度下可准确求解中小规模燃耗矩阵，但不适用于大规模燃耗求解；TTA适用于求解各规模燃耗方程，但由于线性链的简化，相对参考值精度较低，求解速度相对较慢。本文所获结果对于不同燃耗计算系统的开发及应用具有较好的借鉴意义。  
        关键词：燃耗;Chebyshev有理近似方法;Padé近似方法;Krylov Subspace方法;线性子链法   
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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

      • 王斌容,由艳华,杨晓丽,胡海云
        2018, 41(3): 030202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030202
        摘要：为了研究种子内部空洞大小对注入离子穿行深度的影响，基于注入离子穿行过程的随机性及与植物种子内靶原子碰撞的微观过程，建立注入离子在植物种子内穿行过程的非平衡统计理论模型，求解与广义朗之万方程等价的Fokker-Planck方程，得到穿行深度概率密度分布函数。在此基础上，计算出注入离子与不同靶原子碰撞所走的平均穿行深度并进行比较，分析种子内部涨落的存在、引起的注入离子平均穿行深度的变化及植物种子内部空洞占不同体积比时对注入离子穿行深度概率密度的影响等。以入射能量为30keV的N+注入到植物种子糙米中为例，计算了平均穿行深度，比较了空洞大小对N+穿行深度的影响。结果表明：糙米种子内部空洞体积越大，N+的穿行深度越大。  
        关键词：低能离子;植物种子;穿行深度;非平衡统计理论   
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      • 崔甜甜,张书源,孙亮,陆洁平
        2018, 41(3): 030201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030201
        摘要：减方差技术是辐射防护、核医学、核探井等应用领域中解决深穿透问题的常用方法。当前减方差技术的研究基本基于简单理论几何模型，缺少在实际复杂模型上的讨论，本文以实际应用的电子辐照加速器整体系统为研究的几何模型，以屏蔽后的剂量为计算目标。比较了电子和不同辐照物质相互作用时产生次级光子能量谱和方向谱的差异，并以蒙特卡罗程序MCNP5（Monte Carlo N Particle Transport Code）为平台详细研究对比了几何分裂、源偏倚、指数衰减、分步输运、DXTRAN球和权窗等常见减方差技术在单独使用和不同组合使用下的实际效果，评估了具有实用性减方差技术的选择和组合。结果表明：辐照物质对次级光子的方向谱影响很大，出于建模有效性考虑，几何模型应尽量贴合实际，不能过分简化；分步输运和源偏倚相比于其它常规减方差技术可以更好地降低计算误差，它们和几何分裂、DXTRAN球和指数衰减组合使用时，可以进一步降低计算误差，有效提高结果的可信度；权窗相对于常规减方差技术具有更好的计算效率和客观性，以权窗、分步输运和源偏倚为基础，再组合其他减方差技术，可以很好地解决实际应用中复杂模型的深穿透问题。  
        关键词：深穿透;减方差;蒙特卡罗;电子辐照加速器   
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        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 张红,罗冰芝,徐凤兰,胡晓娅,张哲,刘小琴
        2018, 41(3): 030301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.030301
        摘要：观察X射线辐射对小鼠骨髓树突状免疫细胞（Dendritic Cells，DCs）的影响。利用X射线对小鼠骨髓树突状免疫细胞进行不同剂量的照射，流式细胞术检测小鼠骨髓DCs的凋亡比例、CCK-8方法检测DCs免疫能力的变化情况，利用蛋白抑制剂对JAK2/STAT3信号转导通路进行抑制，探讨可能的分子机理。与未照射组比较，X射线照射0.5 Gy能够诱导小鼠骨髓DCs抗原递呈和抑制肿瘤细胞活性能力下降，凋亡比例增加，JAK2、STAT和Caspase-3蛋白表达显著增加。X射线能够诱导小鼠骨髓DCs凋亡增加，从而导致细胞免疫能力下降，JAK2/STAT3/Caspase-3通路可能是参与X射线诱导DCs凋亡的机制之一。  
        关键词：树突状免疫细胞;X射线;凋亡;JAK2/STAT3/Caspase-3信号通路   
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