最新刊期
      2018 年 第 41 卷 8 期

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 李志垚,陈寒,杜应超
        2018, 41(8): 080202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080202
        摘要：在高亮度电子束装置中，限制速度压缩方法应用的一个主要原因是压缩过程中非线性效应导致的非均匀压缩。为补偿速度压缩过程中的非线性效应，避免出现非均匀压缩导致的局部高流强和束团品质下降，提出了基于尾场结构的非线性补偿方法。该方法利用束流在尾场结构中产生的电场来实现对束流纵向相空间的调制，从而对速度压缩过程中的非线性效应进行补偿，获得均匀压缩的高品质束流。利用ASTRA模拟程序对该过程进行了详细模拟，结果表明：利用该方法可以获得均匀压缩的、发射度增长可控的高品质束流。同时，经均匀压缩后束流切片能散从约3keV提升到了20keV左右，有利于抑制在后续压缩过程中的微束团不稳定性。  
        关键词：速度压缩;尾场结构;非线性补偿   
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        发布时间：2021-05-19
      • 年瑞雪,景士伟
        2018, 41(8): 080201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080201
        摘要：中子管的中子产额和寿命受靶性能影响，利用SRIM（The Stopping and Range of Ions in Matter）2008模拟计算不同束流和高压条件下钛靶的中子产额，并与3He中子监测仪测量结果进行比较，实验和模拟结果符合较好。模拟计算不同能量氘离子在不同含量的钪钛、钼钛、铌钛三种合金的中子输出和溅射产额。结果表明：入射离子能量为120 keV、合金比例为0.2的钪钛合金中子产额最高，模拟值可达1.24×109 s-1；合金比例为0.6的钪钛合金，金属原子和氚原子溅射产额较低；与钼钛和铌钛两种合金相比，钪钛合金的中子输出高，而溅射产额低。  
        关键词：中子管;SRIM;合金靶;中子输出;溅射产额   
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        发布时间：2021-05-19

        核电子学与仪器

      • 何林锋,唐方东,赵超
        2018, 41(8): 080401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080401
        摘要：为建立一种准确实用的环境γ谱仪对大气中放射性核素活度浓度响应系数的测量方法，构建活度浓度响应系数理论估算模型，并基于探测效率空间分布的两条假设，推导出两种简化估算模型。蒙特卡罗方法模拟结果显示：模拟结果与实验室测量结果相符，在所有测量点位两者差异均小于6%；对于一款典型NaI γ谱仪，采用两种简化估算模型引入的误差分别不超过0.1%和10%。现场测试结果显示：该方法现场适用性良好，两台环境γ谱仪对大气中137Cs的活度浓度响应系数分别为6.49min-1·Bq-1·m3和2.62min-1·Bq-1·m3。  
        关键词：环境γ谱仪;活度浓度响应系数;蒙特卡罗模拟   
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        发布时间：2021-05-19
      • 王虎,吴文圣,王宏伟,任立伟,葛云龙,董夺,王瑞刚,贺柳琼
        2018, 41(8): 080406. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080406
        摘要：在井下脉冲中子孔隙度测量中，岩性或地层密度对含氢指数测量的影响相对于化学源显著增强，地层的非弹性散射影响不可忽略，必须发展相应的校正方法以确保测量结果的准确性。在无限均匀介质中，对中子的减速长度与地层体积密度及含氢指数的关系进行了推导和数值模拟分析，得到经过地层体积密度校正后的计数率比值与地层含氢指数的相关性；继而对近、远探测器的计数率比值进行体积密度校正，提高了对地层孔隙度的灵敏度，显著降低了岩性和泥岩效应的影响。  
        关键词：中子孔隙度测井;体积密度;含氢指数;灵敏度   
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        发布时间：2021-05-19
      • 何越峰,王艳凤,赵映潭,樊瑞睿,马长利,龚学余,孙志嘉,曹平,于莉,郑墁煜,张莹
        2018, 41(8): 080403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080403
        摘要：为了验证延迟块读出法（Delay-line Readout Method）在大面积中子探测器位置测量中的可行性，研制了一整套应用于中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source，CSNS）工程的二维位置灵敏多丝正比室（Multi-wire Proportional Chamber，MWPC）探测器原型样机。入射粒子在探测器中的位置信号首先通过一组5ns延迟块在相反两端输出，再进入高精度时数转换器（Time to Digital Converter，TDC）电子学系统，转换为时间差数字信号的方式记录下来，最后运用root软件进行数据分析。分析结果表明：从绘制的二维图中能看到α源3个不同位置坐标，与α源的摆放位置一致且位置分辨均好于2mm，说明研制出的MWPC探测器与延迟块读出法能完美匹配起来，达到高精度的位置测量需求。  
        关键词：多丝正比室;延迟块读出法;位置分布   
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        发布时间：2021-05-19
      • 汪刚,衡月昆,李小华,李楠,王志民,何苗,罗凤姣,黄良胜,李梦朝,杨玉真,张岩,温凯乐
        2018, 41(8): 080402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080402
        摘要：7.62cm（3英寸）光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是江门中微子实验（Jiangmen Underground Neutrino Observatory，JUNO）巨型探测器的重要组成部分，以此构成的一套独立探测系统，承担着独立物理测量、与50.8cm（20英寸）PMT探测系统相互检验等重要任务。为提高探测系统的可靠性，使每个7.62cm PMT供电高压的单通道电流不超过10 μA，研究了不同高压电流对7.62cm PMT探测性能的影响。采用三种高压电流的分压器，对海南展创生产的型号为XP72B20（样管编号为70069）的7.62cm PMT的性能进行实验测试，包括增益、能量分辨率、峰谷比和阳极输出信号的非线性。结果表明：不同分压电流对7.62cm PMT性能的影响较小。这个结果为该7.62cm PMT在JUNO探测器中使用小分压电流的方案提供了重要的实验依据。  
        关键词：光电倍增管;高压电流;单光电子谱;非线性   
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        发布时间：2021-05-19
      • 乔颢,王思广
        2018, 41(8): 080404. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080404
        摘要：在形如中微子能谱分析中，因其本征能谱跨度较大，在积分描述所探测到的能谱时，探测器分辨率本身随能量的连续变化应该被考虑。对于该类能谱的拟合分析，传统的单靠中央处理器（Central Processing Unit，CPU）无法保障时间要求。本文利用图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）配合使用统一计算架构（Compute Unified Device Architecture，CUDA）和RooFit计算框架来加速数值积分过程，测试显示：当计算节点数目较多，如106个节点时，利用文中的方法GPU（型号：K80）相较于CPU（型号：E5-2603 v3）能够带来218倍的速度提升。所述方法可作为类似实验的参考。  
        关键词：图形处理器;卷积;数值积分;RooFit;统一计算架构   
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        发布时间：2021-05-19
      • 李江峰,苏明,熊忠华,高凡
        2018, 41(8): 080405. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080405
        摘要：比起传统的X射线探测方法，快中子对爆炸物的检测更加准确，因而备受各国研究者的重视。利用中子源的快中子共振连续谱，准确计算待测物体的核素比例以达到检测爆炸物的目的。采用蒙特卡罗程序（Monte Carlo N-Particle code，MCNP）结合中子飞行时间（Time of Flight，TOF）方法模拟了4种爆炸物的中子共振谱，通过伴随γ粒子法测量252Cf源TOF谱，并运用L-M（Levenberg-Marquardt）算法对各核素的相对比例进行拟合计算。考虑时间分辨、中子飞行距离、待测物体厚度以及统计涨落对计算结果的影响，提出了更准确的TOF谱测量方法。研究结果表明，在能量分辨率较好的条件下，L-M拟合算法能较为准确地计算爆炸物的核素比例，最大误差不超过10%；能量分辨变差，物体厚度增大都会造成计算误差增大；统计涨落的影响使得该方法对于中子计数有一定的要求，总计数达到106条件下的误差在可接受范围内。通过拟合快中子共振连续谱的方式能够获得物质的精确的核素比例以实现爆炸物的检测，但是要想将这种方法应用到现场测量中还需要进一步的研究。  
        关键词：快中子共振;爆炸物;蒙卡模拟;L-M算法   
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        发布时间：2021-05-19

        同步辐射技术及应用

      • 高波,冷用斌,陈汉骄,陈杰
        2018, 41(8): 080101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080101
        摘要：同步光空间干涉仪技术被广泛应用于国内外各大同步辐射光源的束流横向截面尺寸测量中。在日常使用中空间干涉仪通常采用固定狭缝间距的双缝，测定单一空间频率下的相干度，这种方法在束斑尺寸变化不大的情况下精度较好，分辨率会随束斑尺寸的变化而变化。随着下一代同步辐射光源的发展，精细的束斑尺寸测量需求也越来越迫切，多频点相干度测量精度较高，但是受限于双缝切换的速度。上海光源围绕如何完成快速多频点相干度的测量进行了相关研究，搭建了一套空间干涉仪狭缝间距快速扫描系统。该系统采用双单缝的方式进行缝距快速扫描，并结合多线程的技术实现了快速数据处理。实验结果表明：一次完整的10点测量时间约在3s，大大提升了多频点相干度测量方法的速度，并且提升了现有固定狭缝间距干涉仪的测量精度。  
        关键词：同步光空间干涉仪;同步辐射光源;横向截面尺寸;发射度;缝距快速扫描   
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        发布时间：2021-05-19
      • 金鑫,王建军,李怡雯,黄达,杨春明,边风刚,王劼
        2018, 41(8): 080102. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080102
        摘要：以嵌段共聚物聚苯乙烯聚丙烯酸（PS3000-b-PAA5000）（分子数分别为PS：PAA=3000：5000）为研究对象，应用变温小角X射线散射（Small-angle X-ray Scattering，SAXS）技术对其自组装过程进行了原位研究。SAXS峰位被发现随着温度的升高从q≈0.73 nm-1移动至低q区的q≈0.39 nm-1附近，同时SAXS峰的半峰宽、积分面积和强度的最大值也发生相应的转变。结果分析表明：该嵌段共聚物在128 ℃附近发生相变，相变温度跨度约为5 ℃。应用对距离分布函数（Pair Distance Distribution Function，PDDF），对SAXS数据进行拟合分析后发现：相变前为表面带有起伏的棒状体，随着温度升高棒状体出现孔洞，且棒状体变短，随后逐渐由棒状转变为带孔的球状体，并逐渐最终长大为直径30 nm左右的类球体。  
        关键词：嵌段共聚物;自组装;小角X射线散射;同步辐射   
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        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 李志锋,李庆田,汪贝贝,韩永,章辉,彭蒸,刘健,李毅敏,刘志
        2018, 41(8): 080501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080501
        摘要：CeO2因其优异的储氧和释氧能力而被广泛应用于催化领域。其中，氧空位浓度是决定其储氧和释氧能力的关键。为了研究退火和负载金属对CeO2氧空位浓度和热稳定性的影响，本工作通过水热法合成了CeO2纳米棒，并负载金属Pt。利用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）、电感耦合等离子体光谱（Inductively Coupled Plasma spectrometer，ICP）和X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）实验手段研究了金属载体相互作用对CeO2纳米棒热稳定性的影响。结果表明：CeO2纳米棒的氧空位浓度和晶格常数之间存在线性关系，氧空位浓度降低会导致晶格常数减小。在高纯空气中退火会导致CeO2纳米棒的氧空位浓度降低，晶格常数减小。XPS和XRD结果显示：Pt/CeO2纳米棒退火后仍保持较高的氧空位浓度。同时，ICP结合XPS发现退火会导致Pt向CeO2体相扩散，抑制了PtO2的生成，提高Pt/CeO2催化剂的稳定性。上述结果说明Pt和CeO2之间的相互作用既有利于氧空位的保持，也提升了Pt的稳定性。这对于理解Pt/CeO2优异的催化性能具有重要帮助。  
        关键词：二氧化铈;负载Pt;氧空位;晶格常数;热稳定性   
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        发布时间：2021-05-19
      • 夏凯,韩玲,孔华庭,闫庆龙,张瑜,诸颖
        2018, 41(8): 080502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080502
        摘要：直接向细胞内输运CRISPR/Cas9核糖核蛋白复合物（Cas9 RNP）对于进行各种基因编辑、基因表达调控和DNA/RNA成像具有重要意义。电转是向细胞内导入Cas9 RNP的重要方法。本工作研究了电压、脉冲长度及脉冲次数等电转条件对Cas9 RNP细胞内基因编辑效率的影响，评估了不同电转条件下的细胞存活率。结果显示：电压为1300 V，脉冲次数为1，脉冲宽度为30 ms时，Cas9 RNP具有较高的基因编辑效率且生物安全性较好。本工作为CRISPR/Cas9复合物进一步的生物医学应用提供了指导依据。  
        关键词：Cas9核糖核蛋白(Cas9 RNP);电转条件;直接输运;编辑效率;生物相容性   
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        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 赵学超,蔡翔舟,陈金根
        2018, 41(8): 080601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080601
        摘要：加速器驱动的次临界熔盐堆（Accelerator-Driven Subcritical Molten Salt Reactor，ADS-MSR）结合了熔盐堆与ADS的许多优点，在先进核燃料利用方面有独特的优势。为了研究熔盐燃料的使用对ADS系统堆芯的中子学性能的影响，基于MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）程序，分别计算并分析了熔盐燃料对加速器驱动的次临界堆的外源质子效率、中子能谱以及钍铀转换比等参数的影响。结果表明：相较于氧化物燃料，熔盐燃料的使用将会增加对外源中子和裂变中子的慢化，并且会提高堆芯的入射质子效率。同时，由于熔盐燃料的慢化效应，FLiBe和FLi熔盐燃料燃耗初期的钍铀转换比（CR）分别为1.023和1.062，略低于氧化物燃料的1.068。另一方面，熔盐燃料的在线处理会极大降低燃耗过程中的反应性损失。通过在线燃料处理和在线添料，FLi熔盐和FLiBe熔盐燃料的CR分别在燃耗运行的第1年和第3年超过氧化物燃料，并且能够长期稳定在1.06和1.00左右。  
        关键词：熔盐燃料;质子效率;钍铀增殖;在线处理   
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        发布时间：2021-05-19
      • 完志康,安学会,张鹏,严六明,王文锋,程进辉
        2018, 41(8): 080602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.080602
        摘要：熔盐由于其化学性质稳定、传热性能优异，常被用作熔盐堆的冷却剂，同时熔盐的高温热稳定性也决定着熔盐堆的稳定。选取成本低廉、传蓄热性能优异的太阳盐（Solar salt）（NaNO3-KNO3，60%（wt）~40%（wt））熔盐作为基盐，Na2CO3作为添加剂，研究了添加剂对熔盐高温热稳定性的影响。利用同步热分析仪、质量损失率-时间曲线研究了Na2CO3对Solar salt工作温度范围和热稳定性的影响，并通过化学分析和pH值分析验证了Solar salt的分解产物。结果表明：添加1%（wt）的Na2CO3能使Solar salt熔盐的工作温度范围扩大20 ℃，热稳定性提高3.2%。上述研究可以为添加剂在熔盐堆中的应用提供一定的参考。  
        关键词：太阳盐;高温热稳定性;熔盐堆   
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        发布时间：2021-05-19
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