最新刊期
      2019 年 第 42 卷 第 9 期

        同步辐射技术及应用

      • 贾丹丹,张敏,李勇军,吴帅,金利民,薛松
        2019, 42(9): 090101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090101
        摘要：能源材料光束线站是上海光源首条软、硬X射线相结合的合支光束线站，两个插入件光源采用Canted模式，光束夹角仅为2 mrad。前端内放置偏转镜箱，软线经过偏转镜后光束偏转2.4°，软、硬线交叉之后分开。该前端要承担高达7.81 kW的热负载，而且在前端内部两条光束共用设备。为了实现实验站对两条光束的独立控制，前端的设备结构与一般插入件前端设备不同，需要采用全新的结构，与其它只有一个通光孔径的插入件前端关键设备相比，此前端关键设备设计有两个通光孔径。目前，该前端已经安装完成，并且结构和布局完全满足光束线站的技术要求。  
        关键词：上海光源;Canted前端;整体布局;结构设计   
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        发布时间：2024-10-25

        加速器技术、射线技术及应用

      • 张宇,宋英明,于小航,时坚,徐仲行,王岩,付孟婷
        2019, 42(9): 090201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090201
        摘要：采用蒙特卡罗粒子输运程序与燃耗计算分析程序相结合（MCNP5/ORIGEN2.1）的方法对辐射防护不锈钢材料屏蔽性能和活化产物进行了综合计算分析。结合辐射屏蔽设计结构优化方法和性能计算的具体要求，给出了中子/γ综合屏蔽性能分析评价方法，针对核反应堆单层外照射三层屏蔽结构简化模型，模拟计算了硼不锈钢和普通不锈钢材料对中子/γ混合辐射场的中子、光子、（n, γ）反应产生的光子、材料内二次活化产物光子的屏蔽效果，并对防护材料的综合屏蔽性能进行了评价。  
        关键词：硼不锈钢材料;屏蔽性能计算;活化产物计算   
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        发布时间：2024-10-25
      • 刘龙朋,刘福雁,裴士伦,况鹏,王宝义,张鹏,张怀强,曹兴忠
        2019, 42(9): 090202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090202
        摘要：慢正电子湮没寿命谱测量是一种灵敏度高且可以无损探测材料微观缺陷的重要分析方法，束流束团化系统是实现该技术的核心部件，主要用来产生满足寿命测量时间分辨的束团并提供正电子产生的时间信号。本文选用Parmela程序，基于“预聚束器-斩波器”束团化系统，模拟计算了不同束流参数对150 ps（半高宽）束团化结果的影响并与“斩波器-预聚束器”束团化系统的计算结果做了对比，结果表明：提高束流能量、降低束流能散以及缩小束斑尺寸有利于提高束团化效率。数据显示：当束流能量≥500 eV、能散≤5 eV、束斑≤12 mm，“预聚束-斩波器”束团化系统的正电子利用率≥20%、聚束效率≥85%；且在相同束流参数下，“预聚束器-斩波器”束团化系统的正电子利用率要优于“斩波器-预聚束器”。  
        关键词：慢正电子束流;束团化;聚束效率;正电子利用率;Parmela   
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        发布时间：2024-10-25

        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 陈超,朱君,张艾明
        2019, 42(9): 090301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090301
        摘要：放射性核素在非均质含水层多孔介质中以水流为载体的迁移是一个复杂的物理化学过程，为了准确模拟放射性核素释入环境介质后在潜层地下水中的迁移，必须借助物理试验和数值模拟技术。本试验以干旱地区砂土介质为研究对象，研制了饱和带砂土弥散渗透试验土柱装置，分别将U和238Pu以液相点源形式布设在土柱入水断面处，试验周期结束后解体测量U、238Pu在土柱空间内的浓度分布，利用Hydrus-3D建立溶质迁移三维数值模型模拟相关试验参数。试验结果表明：U 14 d内在土柱中沿水流方向向下迁移了24.3 cm，峰值浓度为7.03 μg‧cm-3，拟合得到分配系数为35 mL‧g-1，纵向弥散度为22 cm、横向弥散度为25 cm；238Pu在140 d内沿水流方向向下迁移了2.1 cm，峰值浓度为0.47 ng‧cm-3，拟合得到分配系数为6 500 mL‧g-1，纵向弥散度为2 cm、横向弥散度为25 cm。U、238Pu在非均质试验土柱中迁移曲线的不同主要与砂土介质和溶质的吸附滞留作用有关，由本试验给出的相关弥散渗透迁移试验方法可为放射性核素在土壤介质中迁移、转化规律研究提供技术支撑及理论支持。  
        关键词：放射性核素;迁移;数值模拟;U;238Pu   
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        发布时间：2024-10-25

        核电子学与仪器

      • 潘军军,刘智民,蒋才超,刘胜
        2019, 42(9): 090401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090401
        摘要：抑制极电源是东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokomak, EAST)中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)束加速系统电源的重要组成部分，其输出端采用以多管串联的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为开关。IGBT开关的性能不仅关系到电源可靠性，也直接影响引出时离子束的光学特性。为满足高压引出电源与抑制极电源上升下降沿匹配的要求，提出了以电容反馈电路来控制IGBT开关速度的方案，采用Pspice软件对IGBT电容反馈进行建模，并进行了不同参数下的仿真，最后搭建了实验测试平台对方案进行了测试。测试结果表明：反馈电阻和反馈电容的大小对反馈电路效果的影响相反，当栅极电阻和反馈电阻取较大值，而反馈电容取较小值，通过调节反馈电阻的大小可以实现较大范围调节IGBT开通速度而又对关断速度影响较小。该优化方案可以达到抑制极电源IGBT开关性能的预期指标，且具有较高的可靠性。  
        关键词：抑制极电源;绝缘栅双极型晶体管;Pspice;电容反馈;开关速度   
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        发布时间：2024-10-25
      • 容易,曾国强,葛良全,胡传皓,何黎,侯杨,李欣池
        2019, 42(9): 090402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090402
        摘要：传统电荷灵敏前置放大器以高阻值电阻作为低频反馈端，高阻值电阻所引入的热噪声为前置放大器噪声的主要来源。本文以N沟道结型场效应晶体管和阻容（Resistor-Capacitance，RC）电路构成低通网络代替传统高阻值反馈电阻完成了新型电荷灵敏前置放大器的研制。该电路以结型场效应晶体管和集成运算放大器构成放大电路，具有高输入阻抗及大开环增益的优点；以小容值电容构成高通回路，为电路提供高频反馈回路，同时实现核脉冲电流的积分；以RC低通网络构成直流反馈回路，为电路提供一个稳定的直流工作点，同时构成电压分压器使N沟道结型场效应管工作在正向偏置状态，实现对反馈电容中的电荷进行连续放电。相比于传统阻容反馈式电荷灵敏放大器，该电路能够有效克服大阻值反馈电阻引入的噪声，尤其适用于Si-PIN等半导体探测器。将该电荷灵敏前置放大器与BPX66型Si-PIN探测器连接，在室温下对241Am源进行测量，其能量分辨率可达到3.03%@59.5 keV。  
        关键词：电荷灵敏前置放大器;半导体探测器;结型场效应管;正向偏置;RC低通网络   
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        发布时间：2024-10-25
      • 尹士玉,陈鹏宇,马丽双,钱森,朱瑶,高峰,王阳,王志刚,宁哲
        2019, 42(9): 090403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090403
        摘要：硅光电倍增管（Silicon photomultiplier, SiPM/Multi-Pixel Photon Counter, MPPC）因其高增益、低功耗，极好的光子分辨能力受到广泛的使用，但商用单通道低压电源模块无法满足大型科学实验SiPM的批量测试使用。本文针对实验室研发的一款电压可调、可批量程控测试的SiPM低压电源模块开展性能测试研究。并且经过与商业电源的对比测试，其性能满足对SiPM批量测试的要求。  
        关键词：硅光电倍增管;温度效应;多光子测试   
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        发布时间：2024-10-25

        核物理、交叉学科研究

      • 鄢朋,霍庚阳,储新星,张公军,李宾,周星飞
        2019, 42(9): 090501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090501
        摘要：淀粉样蛋白纤维是引发神经退行性疾病的重要原因，抑制和阻碍蛋白纤维的形成已成为预防相关疾病的重要手段。为了快速、高效地清除、降解成熟胰岛素纤维以治疗II型糖尿病，本文用Hummer法制备了平均厚度为1 nm的氧化石墨烯纳米片（Graphene Oxide Nanosheets，GOs），研究了GOs对胰岛素纤维的作用。实验结果显示：GOs能够快速地解离成熟胰岛素纤维并清除，其解离效果随GOs浓度的提高而显著加强。结合ThT荧光和显微傅里叶红外变换光谱(Micro Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Micro-FTIR)的测量结果推测GOs是通过抽取胰岛素纤维的蛋白分子改变纤维的二级结构，将其从原来的β折叠结构转变为α螺旋结构从而达到解离作用。  
        关键词：氧化石墨烯纳米片;胰岛素纤维;降解   
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        发布时间：2024-10-25
      • 甘佺,曹佩,郝丽娟,宋婧,龙鹏程,俞盛朋,吴斌,孙光耀,吴宜灿
        2019, 42(9): 090502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090502
        摘要：目前商用反应堆堆内采用的自给能探测器(Self-Powered Detector，SPD)可以实现堆芯中子通量分布的在线测量，但难以测量中子能谱。同时由于一些先进反应堆堆内服役环境更加恶劣，现有的堆内测量系统难以满足先进反应堆堆芯中子场在线测量的需求。本文提出了一种基于堆外中子能谱测量的堆芯中子场反演方法，通过正向中子输运计算构建堆芯相邻截断面之间的能谱响应矩阵，实现反应堆堆芯中子场的反演计算。通过采用两个简化的反应堆模型进行验证，其中对压力容器处反演的中子能谱与蒙特卡罗输运计算结果平均相对偏差约为14%，在外层燃料组件区域反演的中子能谱与蒙特卡罗输运计算结果平均相对偏差约为11%，初步验证了本方法的可行性。  
        关键词：堆芯中子通量;堆外中子能谱;能谱响应矩阵;反演;先进反应堆   
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        发布时间：2024-10-25
      • 郭广水,张龙,孟宪芳,曹可,秦培中,王连才,曾心苗
        2019, 42(9): 090503. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090503
        摘要：目前屏蔽材料的中子屏蔽性能测试还没有统一的标准，为了研究中子屏蔽测试系统中子响应可靠性和稳定性的影响因素，采用超级蒙特卡罗SuperMC程序模拟中子屏蔽测试系统建模，对探测器远近位置、探测器偏离位置、辐射源偏离位置及测试样品规格等影响因素进行了仿真分析，结合中子探测仪器的中子响应曲线对中子通量、平均能量及中子能谱等仿真数据进行比较和分析，提供了较为合理可靠的测试参数，为减少屏蔽测试系统测试误差提供理论依据。  
        关键词：屏蔽材料;蒙特卡罗;中子响应;中子屏蔽测试;SuperMC   
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        发布时间：2024-10-25

        核能科学与工程

      • 刘巧凤,韩静茹,赵传奇,陈海英,吴永乐
        2019, 42(9): 090601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090601
        摘要：辐照监督管超前因子是反应堆压力容器材料监督过程中的一项重要指标，为预测反应堆压力容器寿命的关键参数之一。对反应堆辐照监督管超前因子开展独立审核计算，能够有效评估反应堆设计值的准确性，提高核安全审评的独立性、科学性和有效性。针对某三代压水堆，采用蒙特卡罗方法计算程序对反应堆辐照监督管超前因子进行独立审核计算。结果表明：该压水堆的超前因子计算结果与反应堆设计值的相对偏差在5%以内，满足核安全审评的要求，为该三代压水堆核电厂的核安全审评提供技术支持。  
        关键词：超前因子;蒙特卡罗;独立审核计算   
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        发布时间：2024-10-25
      • 吴琪刚,刘素梅,雷明准,徐坤,黄卫
        2019, 42(9): 090602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090602
        摘要：根据中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)包层背板的设计方案及具体的包层模块内部工况，分别完成了对高场侧包层背板和低场侧包层背板的流道的设计。背板的内部流道具体包括两根吹扫气体流道、三根冷却剂冷流道、三根冷却剂热流道。通过ANSYS软件中的FLUENT模块来初步模拟仿真包层背板的固体和流体热工基本情况，分别得到了背板在200 MW、500 MW、1 GW和1.5 GW工况下的温度场分布及各流道内部流体的热交换情况。结果表明：高场侧背板和低场侧背板的最高温度均小于结构材料的许用温度；高场侧和低场侧内部流道的冷却剂平均温度变化均符合包层端入口和出口的设计要求。  
        关键词：包层背板;流道;热工分析   
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        发布时间：2024-10-25
      • 孙光智,任才,毛从吉,张宓,李树成,刘文臻,曾乐,邱顺利,程辉,冯红艺,徐玲,王益元
        2019, 42(9): 090603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090603
        摘要：堆外核测量用裂变电离室铀膜厚度的均匀性对其测量准确性影响甚大，因此有必要探索适当的电镀工艺及检验方法，本文在对堆外核测量用裂变电离室铀膜厚度及分布特性研究的基础上，建立了一套能够用于裂变电离室圆筒形电极内壁铀膜厚度分布测量的装置，并利用该装置测量了采用竖直静置和水平动态两种工艺电镀的电极内部的铀膜厚度分布情况，对比分析了两种电镀工艺下铀膜成膜机理及分布差异原因，理论分析与实验结果吻合，可用于指导裂变电离室的生产工艺控制。  
        关键词：裂变电离室;电镀;铀膜厚度;半导体探测器   
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        发布时间：2024-10-25
      • 樊辉青,林良程,蔡茂源,黄超超,张小春,傅远
        2019, 42(9): 090604. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.090604
        摘要：高温熔盐泵是钍基熔盐仿真堆（Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel, TMSR-SF0）一回路系统的关键设备，设计温度高达700 °C，其结构完整性对反应堆安全运行至关重要。针对TMSR-SF0高温熔盐泵泵罐初始平封头设计方案应力过大问题，提出了三角形、单井形及双井形三种筋板优化方案，研究了筋板间距对双井方案泵罐应力的影响，制定了泵罐的最终设计方案，按照美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers, ASME)标准第III卷第5册对其进行了评定。结果表明：三种方案均可大幅降低泵罐应力水平，双井方案最优，单井方案次之，三角形方案最差；泵罐最终设计方案为双井方案，此方案可使泵罐应力由413.4 MPa下降至65.4 MPa，应力降幅高达84.2%，并通过了ASME标准评定。  
        关键词：钍基熔盐仿真堆;高温熔盐泵;结构优化;ASME-HCB;完整性评定   
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