最新刊期
      2020 年 第 43 卷 第 12 期

        综述

      • “核技术助力疫情防控，从核孔膜技术、辐照灭菌技术两方面总结具体应用，为核技术发展及疫情防控提供思路和参考。”
        王哲,林璠玙,孙贤,叶高阳,陆跃翔
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120001
        摘要：2019年底新型冠状肺炎疫情在武汉爆发初期，医用防护用品需求急增，诸多问题浮现，如防护口罩质量差、供不应求，灭菌周期长导致的医疗物资紧缺，产生的大量医疗废水处理难度大、周期长，可能引发二次感染等。针对上述问题，本文从核孔膜技术、辐照灭菌技术两个方面总结了核技术在口罩和医疗物资生产、医疗垃圾和废水处理等领域助力疫情防控的具体应用；对不同技术的原理、特点、应用以及在新冠肺炎中的具体应用进行了重点调研，以期对核技术的发展及疫情防控应用提供思路和参考。  
        关键词：新冠肺炎;核孔膜;辐照灭菌;医疗废水   
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        发布时间：2024-10-25

        同步辐射技术及应用

      • “在环形粒子加速器领域，专家研究了时变工作点分析算法，采用小波方法对上海光源储存环工作点飘移进行定量分析，评估了非线性效应强度变化。”
        杨星,赖龙伟,陈方舟
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120101
        摘要：横向工作点是环形粒子加速器非常重要的特征参数之一，一般不随时间变化，可通过对束流逐圈位置数据做简单的谐波分析得到，但在某些特殊的物理过程中工作点会随时间变化，需要研究并优化时变工作点的算法。储存环注入后残余横向振荡阻尼衰减的过程中因Lattice的非线性效应可能会发生工作点漂移，研究时变工作点的分析算法并对上述物理过程进行分析，可以对储存环的非线性效应进行定量评估。本文首先对小波算法和基本频率的数值分析算法（Numerical Analysis of Fundamental Frequencies，NAFF）在时变工作点分析的适用性进行了分析，并比较了两种算法的性能。结果表明：两种算法均可以实现时变工作点的动态分析，但小波方法性能更好。然后采用小波方法对上海光源储存环注入期间工作点的飘移进行了定量分析，评估了上海光源不同运行周期非线性的强度变化。结果显示：其工作点的飘移在不同时期有不同的表现，总体上非线性效应有增强的趋势。  
        关键词：上海光源;非线性;时变工作点;基本频率的数值分析算法;小波分析   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在同步辐射实验中，二维Pin-cushion型光电位置灵敏探测器能有效监测光斑位置、尺寸和光通量，分辨率高，信噪比优异。”
        孟楠,曾建荣,李中亮,边风刚
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120102
        摘要：同步辐射的光斑位置及强度的稳定性对实验尤为重要，光束稳定性的定量评测是目前光束线站实验中需要解决的一个关键问题。二维Pin-cushion型光电位置灵敏探测器（Position Sensitive Detector，PSD）可同时检测两个方向的光斑位置变化和光斑尺寸，且便于安装和使用。对于5.9 mm×2.0 mm的矩形光斑开展实验研究，获得探测器中心位置水平和垂直方向的分辨率分别达到1.5 µm和1.4 µm。利用该探测器的输出电流值，可同时监测光通量的变化，信噪比RSN可达4.3×106。该微型探测器能有效满足光束线站光斑位置、光斑尺寸和光通量的监测需求。  
        关键词：光电位置传感器;光斑位置;同步辐射;二维探测   
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        发布时间：2024-10-25

        加速器技术、射线技术及应用

      • “在航空航天领域，专家通过模拟装置研究高能电子对器件的影响，采用扫描加扩束方案，满足辐照面积和均匀度要求，为相关研究提供新方向。”
        王常强,向益淮,李金海,杨京鹤
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120201
        摘要：通过在地面建设装置来模拟空间高能电子环境，能够有效地对航空航天器件在地外空间遭遇电子引起的相关效应进行研究。在模拟装置中，高能电子由电子直线加速器提供，其输出束斑大小为毫米量级，而模拟试验需要大面积且非常均匀的电子辐照环境，所以需要通过一段束流输运线处理，使束流同时满足辐照面积和均匀性要求。本项目的模拟装置空间紧凑，束流输运线短，辐照面积大，利用单一的二维扩束均匀化方案无法实现，因此采用了一种扫描加扩束的方案。根据输运线入口和出口束流参数要求，设计将螺线圈、α-磁铁、扫描磁铁、四极磁铁、聚焦六极磁铁等元件组合使用。通过元件参数匹配和束流校正，使不同能量的电子束在辐照平面处满足辐照面积和均匀度的要求。利用束流跟踪软件仿真计算了0.5 MeV、2.5 MeV和5 MeV束线，束流在不同辐照面积的均匀度均优于90%，满足指标要求。  
        关键词：空间电子环境;束流均匀化;聚焦六极磁铁;光路设计   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在光源领域，专家研究了衍射极限储存环，解决了束流注入难题，为先进光源储存环注入设计奠定基础。”
        童金,谷鸣,刘波,刘永芳
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120202
        摘要：衍射极限储存环（Diffraction-Limited Storage Ring，DLSR）光源具有高亮度、高稳定性和极佳横向相干性等特点；快冲击器（如strip-line kicker）搭配薄切割磁铁在轴注入的方式解决了DLSR中传统局部脉冲凸轨方式束流无法注入的难题。对切割板小于1 mm的涡流板型切割磁铁开展理论计算、仿真分析、制造组装和磁场测量等研究，利用磁场分析软件Opera 2D/3D对薄切割磁铁主漏场及涡流场随时间演变等过程进行分析，重点关注薄切割板结构和工艺优化。三维动态计算和磁场相关参数实测表明，该薄切割磁铁切割板外3 mm处主漏场积分峰值比优于0.1%的物理指标，为未来先进光源储存环注入设计奠定了一定基础。  
        关键词：衍射极限环;注入引出;薄切割磁铁;漏场;涡流   
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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

      • “最新研究开发出一种海藻酸钠系高吸水树脂，具有优异的吸水性能和保水能力，有望在保水治沙等领域发挥重要作用。”
        叶枫,谷雨,韩斐,徐晓,黄晨,马琳,丁仁浩,马红娟,李景烨
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120301
        摘要：高吸水树脂是一种新型高分子材料，可以遇水溶胀，吸收多于自身体积百倍以上的水分形成水凝胶，可用于医用材料、堵漏材料、保水治沙等方面。以海藻酸钠（Sodium Alginate，SA）为原料，丙烯酸（Acrylic Acid，AA）为单体，N，N-亚甲基双丙烯酰胺（N，N-methylene Bisacrylamide，MBA）为交联剂，通过共辐射接枝的方法制备具有三维空间网络结构的海藻酸钠系高吸水树脂SA-g-AA。利用红外光谱、热重分析、扫描电镜对制得的水凝胶化学结构及表面形貌进行了表征。研究结果表明：当温度为65 ℃，吸收剂量为5 kGy，AA与SA质量比为5:1，交联剂MBA用量为1.25 wt%，AA中和度为75%的反应条件下，制得的海藻酸钠系高吸水性树脂的吸水率达到579.8 g∙g-1。材料重复吸水7次后，其吸水效果能保持初始吸水率的92.5%。材料达到饱和吸水状态后保水时间最长达到15 d。该高吸水材料制备工艺简单，在保水治沙等领域有着潜在的应用前景。  
        关键词：高吸水树脂;辐射接枝聚合;海藻酸钠;丙烯酸;保水治沙   
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        发布时间：2024-10-25

        核电子学与仪器

      • “在轨航天器中子环境分析研究取得进展，设计了基于塑料闪烁体的复合结构中子探测器，为空间站舱内中子环境探测提供理论和技术支持。”
        文轩,安恒,杨生胜,王鷁,常思远,高欣,王俊,张晨光,冯展祖
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120401
        摘要：空间中子会对在轨航天器的电子系统造成损伤，并可能对执行任务宇航员的生命安全造成严重威胁。准确分析空间的中子环境特性，是保障航天器抗辐射加固设计合理和宇航员生命安全的前提。基于Fluka软件利用蒙特卡罗的方法模拟、分析、设计了基于塑料闪烁体的复合结构中子探测器，从探头尺寸、结构位置、探测效率、反符合结构等方面进行了仿真分析，确定了探测器的0.5 mm、3 mm梯度复合结构，并利用14~25 MeV的单能中子进行了试验验证。结果表明：设计的探测器可用于空间站舱内中子环境以及近地空间中子探测，能够为后续的工程载荷设计提供理论和技术支持。  
        关键词：高能中子;空间站;深空探测;探测器设计与分析   
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        发布时间：2024-10-25

        核物理、交叉学科研究

      • “螺旋γ扫描技术在放射性废物桶检测中，测量精度高，耗时短，优于分段γ扫描和层析γ扫描技术。”
        唐新海,顾卫国,杨桧,王德忠
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120501
        摘要：螺旋γ扫描（Helical Gamma Scanning，HGS）技术在分段γ扫描（Segmented Gamma Scanning，SGS）技术的基础上，改进了扫描方式和重建算法，实现了连续扫描测量。针对三种放射性核素在不同密度介质的400 L废物桶中的情况，采用蒙特卡罗方法验证了HGS技术的准确性。结果显示：低密度时，SGS的均方根误差超过8%，而HGS的均方根误差控制在6.5%以内；中密度时，SGS的重建误差均偏小55%以上，严重低估废物桶的放射性危险，而HGS可以有效检测到位于废物桶两端的放射性核素。相比于SGS的测量时间，HGS至少可以节约一半。整体而言，HGS技术适用于低中密度400 L废物桶的放射性检测，且测量时间优于SGS技术和层析γ扫描（Tomographic Gamma Scanning，TGS）技术，测量精度优于SGS技术。  
        关键词：螺旋γ扫描;分段γ扫描;无损分析;400 L废物桶   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在航天领域，新型非易失性存储器RRAM的抗辐射能力研究取得进展。专家分析了RRAM的总剂量效应失效机理，为提高航天器电子系统的可靠性提供解决方案。”
        常思远,杨生胜,文轩,安恒,王鷁,曹洲,银鸿
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120502
        摘要：存储器作为航天器电子系统不可或缺的一部分，在航天应用中需要有良好的抗辐射能力。阻变存储器（Resistive Random Access Memory，RRAM）是一种新型的非易失性半导体存储器，性能优良，但对其辐射效应的研究较少。本文侧重于在理论分析的基础上，结合60Co γ射线辐照试验得到的结果对RRAM的总剂量效应失效机理进行分析研究。首先，通过对RRAM中单个MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）管总剂量效应的分析，提出器件失效机理的两个假设，然后对写入不同初始数据的器件进行有针对性的辐照试验，对不同累积剂量时存储器的数据读取功能和静态工作电流进行测量，统计得到的结果验证了假设的正确性。研究结果表明：RRAM辐照敏感单元为存储阵列，RRAM读取功能失效是由于MOS管在辐照下产生漏电流，导致读电路的电平输出状态改变而引起的。  
        关键词：阻变存储器;总剂量效应;理论分析;辐照试验;失效机理   
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        发布时间：2024-10-25

        核能科学与工程

      • “在核能领域，研究人员利用压水堆乏燃料中超铀核素作为易裂变燃料，为小型模块化钍基熔盐堆钍铀燃料循环提供理想启动方案。”
        邹春燕,余呈刚,朱贵凤,郭威,蔡翔舟,陈金根,邹杨
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120601
        摘要：压水堆乏燃料中的超铀燃料（Transuranic isotopes，TRUs）含有大于50%的易裂变燃料，可作为熔盐堆钍铀循环的启动燃料。基于小型模块化钍基熔盐堆，采用TRUs和Th分别作为裂变燃料和增殖燃料，研究堆芯熔盐石墨比和初始重金属摩尔份额两个重要参数对堆芯中子能谱、233U产量、石墨寿命、温度反应性系数、TRUs消耗量等中子学特性的影响，为利用TRUs和Th的小型模块化钍基熔盐堆的堆芯参数选择提供依据。基于批处理周期及固有安全性等限值，给出满足要求的TRUs启动小型模块化钍基熔盐堆的燃料利用方案，分析其燃耗时间内的中子学特性。结果表明：采用压水堆中超铀核素作为易裂变燃料，是启动小型模块化钍基熔盐堆钍铀燃料循环的理想选择。在满足5 a石墨寿命和固有安全性（-5~-8 pcm∙K-1）等限值的条件下，选择重金属摩尔份额为6%、堆芯熔盐石墨比为25%的堆芯结构参数可得到较佳的燃料利用率。此时，热功率为150 MW、满功率运行5 a时，铀的年产量可达16.0 kg∙a-1，TRUs的年消耗量约36.1 kg∙a-1，可有效减少当前超铀乏燃料的储存。  
        关键词：小型模块化熔盐堆;超铀燃料;熔盐石墨比;重金属摩尔份额   
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        发布时间：2024-10-25
      • “中国先进研究堆重启需临界外推，曲线拟合修正外推棒位，改善外推过程。”
        冉怀昌,甄建霄,李建龙,葛艳艳,王玉林
        2020, 43(12) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.120602
        摘要：中国先进研究堆（China Advanced Research Reactor，CARR）长时间停堆后重新启动需进行临界外推，重水光激中子既是反应堆启动中子源，也是探测器本底。外推过程中，本底使外推曲线呈“凸”状，使外推的临界棒位均大于实际临界棒位，这样的外推过程是危险的。曲线拟合的方法可以得到探测器中子本底值和反应堆临界棒位，采用拟合得到的本底值来修正外推临界棒位，使外推结果明显改善，修正的外推棒位基本上满足实验棒位和探测中子计数倒数线性关系。同时，拟合得到的临界棒位也是反应堆临界棒位的重要参考值。在外推过程中，随着数据的增多，修正的临界棒位越来越接近临界棒位，曲线拟合得到的临界棒位值偏离也越来越小，明显改善了外推过程。  
        关键词：中国先进研究堆;临界外推;曲线拟合;本底值   
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        发布时间：2024-10-25
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