最新刊期
      2018 年 第 41 卷 9 期

        核电子学与仪器

      • 孙朝明,葛继强,孙凯华
        2018, 41(9): 090401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090401
        摘要：数字射线探测器的校正效果很大程度上影响到射线检测的图像质量，为避免图像质量出现不可控或严重劣化问题，对数字射线面阵探测器的校正及其优化技术进行了研究。分析了射线探测器的校正程序、射线探测器的信号转换过程，在此基础上，改变射线能量、射线强度，进行探测器的校正试验。实验结果表明：经有效校正处理后，探测器各像元间的不一致情况明显得到抑制，图像灰度值达到较均匀状态。探测器校正时，接收的射线强度高，可获得更高的图像信噪比，从而有利于提高图像质量。探测器校正时使射线能量与射线检测时的能量相同，可在射线检测时获得良好校正输出。通过试验分析可知，优化数字射线探测器校正方法的关键在于选取适合的校正因子；而对于图像质量已劣化的数字射线探测器输出，仍可采取措施使输出的图像质量得到改善，即先将劣化图像还原为特定射线辐照下探测器的响应，然后使用合适的校正因子对还原后的探测器响应进行校正。  
        关键词：数字射线成像技术;面阵探测器;校正;图像质量   
        325
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004459 false
        发布时间：2021-05-19
      • 柴林,王涵,吴佳玲,屈卫卫,文万信,张高龙
        2018, 41(9): 090403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090403
        摘要：随着新型光电转换器件技术的快速发展，多像素光子计数器（Multi Pixel Photon Counter，MPPC）逐渐被应用到核辐射探测等相关领域。本文将MPPC分别与碘化铯（CsI）、碘化钠（NaI）以及锗酸铋（Bi4Ge3O12，BGO）闪烁晶体进行光学耦合，测量137Cs、60Co两种γ射线放射源的三个特征峰的能谱，测试结果与光电倍增管（Hamamatsu H7195）和闪烁晶体耦合所测得的结果进行了对比。此外，用自制的前置放大器与波形数字采样器（CAEN DT5730）对MPPC的输出信号进行了采集测试。结果表明：MPPC相比于光电倍增管，其能量分辨率稍差，但是具有相当的能量线性。  
        关键词：多像素光子计数器;能量分辨率;线性;闪烁晶体;波形数字采样器   
        327
        |
        18
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004758 false
        发布时间：2021-05-19
      • 黄强,杨磊,陈禛,徐小恒,张猛超,李东仓
        2018, 41(9): 090402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090402
        摘要：高计数率下的核能谱获取中，随机脉冲的堆积效应造成获取到的核能谱分辨率变差。为了有效抑制脉冲堆积对γ谱仪分辨率的不利影响，基于高速全波形数字化采样技术，文中提出了脉冲宽度分析方法应用于高计数率下的核脉冲实时堆积判别和拒绝。采用仿核脉冲信号源论证了该堆积拒绝方法的可行性，也使用了NaI闪烁体探测器对137Cs和60Co两种放射源进行实验测试。结果表明：该方法可以有效实时识别出脉冲后沿和前沿堆积情况，在高计数率下可以有效改善数字γ谱仪分辨率。  
        关键词：堆积判别;脉冲宽度分析;高计数率;数字γ谱仪   
        313
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004659 false
        发布时间：2021-05-19

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 姚春龙,朱喆劼,石见见,徐雪慧,吴奕初
        2018, 41(9): 090201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090201
        摘要：用添加聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG）表面活性剂的直接沉淀法合成氢氧化镁纳米粉末，将其在不同温度下煅烧得到的纳米氢氧化镁和纳米氧化镁，采用正电子湮没寿命谱（Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy，PALS）、X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、热重分析（Thermal Gravimetric Analysis，TGA）、场发射扫描电子显微镜（Field Emission Scanning Electron Microscope，FESEM）和氮气吸附脱附实验（N2 adsorption-desorption）等方法研究了纳米氢氧化镁转变为氧化镁过程中的微观变化机制。研究结果表明：实验制得的纳米氢氧化镁为厚度15 nm左右的片状形貌，在300℃左右热分解为直径30 nm左右的纳米球状氧化镁，颗粒大小均匀，分散性较好。正电子寿命测量发现两个长寿命分量τ3、τ4分别反映样品内部微孔和介孔的信息，在250~300℃的相转变温度区间，I4显著升高，同时I3却迅速减小，说明纳米氢氧化镁转变氧化镁时介孔数量突然增大，而微孔的数量迅速减少。由改进的Tao-Eldrup模型计算得到的孔径尺寸与氮气吸附脱附实验测量孔径分布的最可几孔径（2~4 nm）基本吻合，有理由推测在片状氢氧化镁转变球状的氧化镁时因晶粒长大、重组导致大量微孔发生迁移聚集成了较大的介孔；另一方面，水分子的脱离促进了晶粒内空位团和微孔不断产生、迁移和聚集。  
        关键词：正电子湮没;氢氧化镁;氧化镁;相转变;孔洞   
        324
        |
        31
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004509 false
        发布时间：2021-05-19
      • 徐僳,张庆贤,何庆驹,吴涛,张罡,石丛,孙坤,肖云龙
        2018, 41(9): 090203. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090203
        摘要：中子深度剖面分析（Neutron depth profiling，NDP）技术在半导体生产、离子注入研究、材料科学等领域有广泛应用。为了探究NDP能谱分析中模拟软件的一致性与可靠性，本文对比了SRIM、MCNP、FLUKA和GEANT4等软件模拟NDP的结果；对比分析了4款模拟软件模拟的α粒子能谱，并以美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）标准物质SRM2137实测谱为标准对模拟谱进行评价。结果表明：4款模拟软件所模拟的α能谱在2μm厚晶体硅层内峰位能量一致性较好；MCNP模拟的半高宽和峰位结果优于FLUKA和GEANT4的模拟结果。  
        关键词：中子深度剖面分析;FLUKA;GEANT4;MCNP;SRIM;SRM2137   
        323
        |
        17
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004581 false
        发布时间：2021-05-19
      • 贾金成,李小龙,陆妩,孙静,王信,刘默寒,魏昕宇,姚帅,郭旗
        2018, 41(9): 090202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090202
        摘要：为研究双极电路在空间辐射环境下的损伤规律，对典型双极电压比较器进行不同偏置条件下60Co-γ高低剂量率辐照试验。结果表明：电压比较器的输入偏置电流、开环增益和输出低电平等参数在电离辐射环境下均发生不同程度的退化，且都表现出低剂量率辐射损伤增强效应。通过进一步分析比较器敏感参数的变化规律以及电路级的具体退化模式发现，偏置条件对于电压比较器的辐照损伤特性有很大影响。  
        关键词：双极电压比较器;60Co-γ辐照;剂量率影响   
        319
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004604 false
        发布时间：2021-05-19

        核物理、交叉学科研究

      • 蒋兵,姚泽恩,文炜,何铁,赵光义,安力
        2018, 41(9): 090503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090503
        摘要：氚增殖包层中产氚率测量是聚变核能系统中需要研究的重要问题之一。本文开展了用于产氚率测量的碳酸锂探测片液闪样品制备方法的研究。结果表明：采用盐酸溶解碳酸锂探测片的方式，能制备成无色、透明度高且无分层的液闪样品，相比其他混酸处理，这种方法减少了寻找混酸间最佳体积比的步骤，简化了碳酸锂探测片液闪样品制备流程。对完善制备方法的研究表明：在20 mL的液闪测量瓶中，闪烁液的体积至少为10 mL以上；碳酸锂探测片刚好溶解后，盐酸用量不能超过0.2 mL（部分不超过0.4 mL）。该方法制备的液闪样品的兼容性在较长时间是稳定存在的，但淬灭程度会有较大变化，需考虑淬灭程度的变化对氚测量的影响。  
        关键词：产氚率;碳酸锂探测片;液闪样品制备方法;兼容性;稳定性   
        328
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004819 false
        发布时间：2021-05-19
      • 徐利军,叶宏生,刁立军,张卫东,罗瑞,李明,林敏,宋鑫鹏,夏文,陈义珍,肖振红,陈克胜
        2018, 41(9): 090502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090502
        摘要：在核事故的条件下，边界土壤中的放射性分布难以确定，需研制一种含60Co、90Sr、137Cs、241Am等多种放射性核素的土壤标准物质，用于分析过程中的监督和校准。由于满足条件的受偶然放射性污染的土壤较难寻找，故采用人工添加目标放射性核素的方法制备放射性土壤标准物质。在制备过程中，土壤局部组成和颗粒大小的差异对所添加核素的吸附差别可能形成所谓的"热点"，造成最终标准物质的均匀性检验无法通过。为解决该难题，选择几个核素进行逐级添加与稀释制备土壤标准物质，并研究其在不同步骤中如溶液和固体粉末混合时和固体粉末的逐级稀释时的均匀性。通过单因素方差分析方法的检验证明，在制备方法进行改进后其均匀性满足要求，为下一步的正式制备奠定基础。  
        关键词：标准物质;放射性“热点”;混合;均匀性;检验   
        310
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004864 false
        发布时间：2021-05-19
      • 王兴亚,肖巍,张立娟,高兴宇
        2018, 41(9): 090501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090501
        摘要：苯乙烯膦酸（Styryl Phosphoric Acid，SPA）被认为是选择性最好的金红石浮选捕收剂之一。然而，高消耗和环境保护压力限制了它的大规模应用。本试验使用正壬醇（N-nonyl Alcohol，NNA）作为辅助捕收剂，用以减少SPA用量。实验结果表明：当SPA用作单一捕收剂且用量为0.8×10-4 mol·L-1时，金红石精矿的最佳浮选回收率52.26%，品位约45%。当0.4×10-4 mol·L-1的SPA和0.4×10-4 mol·L-1的NNA用作混合捕收剂时，金红石精矿的回收率提高到82%，品位达到47%。通过泡沫性质测试、表面张力、Zeta电位测量和傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FT-IR）分析研究了SPA和NNA在金红石表面的协同吸附机制，NNA显著增加泡沫量并提高了泡沫的稳定性，快速降低溶液的表面张力，SPA优先吸附在金红石表面，NNA通过与SPA形成氢键间接吸附在金红石表面。  
        关键词：金红石浮选;协同作用;泡沫性质   
        309
        |
        10
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004725 false
        发布时间：2021-05-19

        核能科学与工程

      • 陈锐,周书民
        2018, 41(9): 090601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090601
        摘要：对于具有快中子能谱的核能系统，其共振截面在不可分辨共振能区因受温度效应的影响，无法准确获得该能区内每个能量对应共振峰的截面，在计算不同温度截面时，需考虑采用与可分辨共振能区不同的计算方法。本文在充分调研国内外蒙特卡罗中子输运中的不可分辨共振能区在线核截面生成方法现状基础上，结合了各核素不同温度下概率表的特征，提出使用基于内维尔（Neville）插值的不可分辨共振能区多温度截面生成方法，在保证核截面精度的同时提高了截面生成效率。国际快堆堆芯模型Bigten1及Bigten2等测试结果表明：该方法与基准值的偏差小于10 pcm，证明了方法的准确性与有效性，可用于反应堆多物理耦合计算。  
        关键词：中子截面;蒙特卡罗;不可分辨共振能区;内维尔插值   
        312
        |
        11
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004844 false
        发布时间：2021-05-19
      • 胡纯栋,李梦婷,谢亚红,陈玉庆
        2018, 41(9): 090603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090603
        摘要：中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor，CFETR）负离子源中性束系统验证样机正在积极设计筹建中，样机建成后在运行过程中会产生辐射。在设计阶段，仔细分析辐射源的类型、强度和空间分布，为辐射屏蔽设计提供输入数据，从而确保工作人员的辐射安全非常重要。本文通过对样机进行物理和几何建模，然后利用MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）程序模拟计算200 keV充氢运行的负离子源中性束系统验证样机各关键点的辐射剂量。研究结果为CFETR中性束系统验证样机辐射屏蔽设计提供参考。  
        关键词：CFETR中性束系统;MCNP;辐射剂量   
        311
        |
        10
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004901 false
        发布时间：2021-05-19
      • 侯丞,于涛,谢金森,曾文杰,陈珍平,谢芹,刘紫静,赵鹏程,何丽华
        2018, 41(9): 090602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090602
        摘要：在准静态框架下，动态参数由权重函数、动力学量算符、形状函数的卷积得到。传统方法的形状函数和权重函数并不能满足外源驱动次临界系统的中子动力学分析。本文分别采用λ基波中子通量密度、α基波中子通量密度、加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical System，ADS）反应堆稳态中子通量密度作为初始形状函数，采用共轭λ基波中子通量密度、共轭瞬发α基波中子通量密度、ADS反应堆稳态共轭中子通量密度作为权重函数，通过改进的准静态方法对外源驱动次临界系统的启堆过程和断束工况中子动力学进行模拟。通过与时空动力学方程直接求解结果对比发现：权重函数是影响中子动力学结果的主要因素；对于启堆过程，适合采用ADS反应堆稳态中子通量密度作为初始形状函数、共轭λ基波中子通量密度作为权重函数；对于断束工况，适合采用ADS反应堆稳态共轭中子通量密度作为权重函数。权重函数相对于外源瞬变的滞后现象表明，在外源瞬变后的短时间内，外源中子对中子价值和权重函数的影响具有非均匀性，在建立优化的权重函数模型时，需要将共轭外源项的非均匀分布纳入考虑。  
        关键词：中子动力学;ADS反应堆;权重函数;改进的准静态方法   
        313
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004952 false
        发布时间：2021-05-19
      • 卢志威,张永栋,李雷,刘彤,薛佳祥
        2018, 41(9): 090604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090604
        摘要：惰性基弥散燃料芯块（Inert Matrix Dispersion Pellet，IMDP）以高温气冷堆燃料技术为基础，采用惰性材料作为三重各向同性型（Tristructural Isotropic，TRISO）燃料颗粒的弥散基体，相比传统的UO2燃料，其最典型特征是具备高热导率。采用通用有限元软件ABAQUS，结合其二次开发功能，建立有限元计算模型，研究了温度、燃耗以及燃料颗粒与惰性基体间热阻对IMDP燃料有效热导率影响规律，并与UO2陶瓷燃料进行对比。结果表明：IMDP有效热导率随燃耗及温度的增加而减小，且在不同寿期及不同温度下，IMDP有效热导率均明显高于UO2热导率；反应堆正常运行工况下，相比UO2芯块，IMDP较高的热导率会使芯块中心温度显著降低；此外，燃料颗粒与惰性基体间热阻在0~4×10-4 m2·℃·W-1范围内对IMDP的有效热导率影响程度最为敏感。  
        关键词：事故容错;惰性基;核燃料;传热   
        319
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004957 false
        发布时间：2021-05-19

        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 袁影,王思广
        2018, 41(9): 090301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.090301
        摘要：PandaX-Ⅲ实验位于中国锦屏极深地下实验室，将利用高压136Xe气体时间投影探测器进行无中微子双贝塔衰变事件的寻找。建造高灵敏度的大型探测器需要挑选放射性极低的高纯材料以对本底进行严格的控制。本工作应用电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）法测定纯度极高的单晶铜中痕量钍和铀的含量。在样品消解前加入230Th和235U分别作为标记核素，样品经过8 mol·L-1 HNO3消解后，依次通过TEVA和UTEVA树脂柱，实现待测核素232Th、238U与基体元素Cu的分离。利用同位素稀释法-ICP-MS测定232Th和238U的含量。通过空白样品实验测量，232Th的检出限是0.036 pg（232Th）·g-1（0.15 μBq（232Th）·kg-1），238U的检出限是0.070 pg（238U）·g-1（0.86μBq（238U）·kg-1）；单晶铜样品中232Th及238U的检出限分别是0.21 pg（232Th）·g-1（0.85 μBq（232Th）·kg-1）和0.45 pg（238U）·g-1（5.56 μBq（238U）·kg-1）。该方法可为探测器建造过程中的材料选取工作提供技术支持。  
        关键词：电感耦合等离子体质谱;单晶铜;TEVA;UTEVA;痕量;钍;铀   
        335
        |
        17
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10004421 false
        发布时间：2021-05-19
      0