最新刊期
      2020 年 第 43 卷 第 9 期

        同步辐射技术及应用

      • “在同步辐射小角X射线散射技术领域，国内专家开发了PreSAXS1.0程序，实现了海量数据的快速处理。”
        李小芸,李秀宏
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090101
        摘要：随着同步辐射小角X射线散射（Small-angle Scattering of X-ray，SAXS）技术的快速发展，很大程度提高了散射实验的速度。对于高通量散射实验采集到的海量原始数据，尽管已有国际通用的批量处理软件，但对于高通量表征产生的海量数据进行快速处理还存在难度，国内尚无批量处理程序可用。因此根据实验需求，自行编写了SAXS数据批量处理程序PreSAXS1.0。该程序基于MATLAB平台开发，其功能包括：小角X射线散射实验数据的自动背底扣除、二维散射图像中心定位、样品到探测器距离的校正、批量二维散射图转换成一维曲线。数据以文本格式保存，可直接打开查看并可供相关软件作进一步的分析。  
        关键词：同步辐射小角X射线散射;海量数据;程序;批量处理   
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        发布时间：2024-10-25
      • “北京高能同步辐射光源项目中，轫致辐射吸收器能有效阻挡气体轫致辐射，但需采用铅和含硼聚乙烯组合屏蔽降低中子剂量当量率。”
        刘平成,刘琼瑶,马忠剑,张会杰,阎明洋,王庆斌
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090102
        摘要：在建的北京高能同步辐射光源是一个储存环电子能量6 GeV、流强200 mA的同步辐射光源。轫致辐射吸收器是光束线站中位于第一光学棚屋内的长方体铅或钨块，用来阻挡来自直线节的气体轫致辐射。基于工程材料线站的实际布局,使用蒙特卡罗软件FLUKA模拟计算了高能同步辐射正常运行工况下气体轫致辐射在第一光学棚屋内产生的散射光子和光核反应中子的能谱和角分布。结果表明:轫致辐射吸收器可以很好的阻止气体轫致辐射的传播，但产生的光核反应中子较难被棚屋铅墙屏蔽，根据光核反应中子的分布，设计了铅和含硼聚乙烯组合屏蔽的方式，有效地降低了第一光学棚屋内外的中子剂量当量率。  
        关键词：蒙特卡罗;辐射屏蔽;气体轫致辐射;高能同步辐射光源   
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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

      • “新冠疫情下，长三角核医学质控中心专家制定防控常态化核医学质控工作指导性意见，保障工作人员、患者及家属安全。”
        周雨菁,董孟杰,桑士标,刘学公,刘兴党
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090301
        摘要：2019年12月，新型冠状病毒肺炎疫情在武汉发生，随后逐渐传播至全国。此次新型冠状肺炎疫情由冠状病毒β属中的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起，人群对该病毒普遍易感，潜伏期一般为1~14 d，其主要传播途径为飞沫传播、接触传播及气溶胶传播。自疫情爆发以来，各级医院都全力以赴救治患者，常规诊疗工作都受到了不同程度的影响。基于核医学检查的多样性和特殊性，对核医学工作者正常开展检查时的防控防疫要求更高。目前新型冠状病毒肺炎已进入常态化防控新阶段，在做好疫情各项防控工作的基础上，为科学有序地组织开展核医学诊疗，切实保障核医学科工作人员、患者及家属的生命安全和身体健康，结合国家相关疫情防控政策，长三角地区核医学质量控制中心专家共同制定了新型冠状病毒肺炎防控常态化期间核医学质控工作指导性意见，就核医学相关体内、体外检测、病房治疗等常规诊疗过程中涉及的防控内容进行总结。  
        关键词：冠状病毒感染;核医学;质量控制;指导性意见   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在放疗定位领域，发泡胶对加速器剂量影响的研究取得新进展。专家利用蒙特卡罗程序建模计算，分析了不同厚度发泡胶对粒子剂量的影响，为临床使用提供参考。”
        肖杨,张庆贤
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090302
        摘要：目前发泡胶在放疗定位中运用广泛，但其对加速器基础剂量影响并无相关报道。研究不同厚度的发泡胶在医用电子直线加速器均整（Flattening Filter, FF）和非均整(Flattening Filter Free, FFF）两种模式对粒子剂量的影响，为临床使用提供参考。利用蒙特卡罗程序EGSnrc进行建模和计算，首先根据厂家提供的发泡胶参数建立PEGS4材料库与截面数据，利用BEAMnrc 建立Varian True Beam系列不同射野的加速器机头模型并进行计算，生成对应的相空间文件；然后利用BEAMdp分析不同模型结构产生的射线能谱、能量注量的差异。最后利用Dosexyznrc计算分析不同厚度发泡胶在固定射野和固定厚度发泡胶在不同射野对粒子剂量的影响。结果表明：在有发泡胶时两种模式下的百分深度剂量（Percentage Depth Dose, PDD）都有不同程度的向前移动的现象，导致表面剂量增加，但对射线则影响不大。FF模式下当发泡胶厚度≤5 cm时，同一深度最大剂量偏差≤2%，而当发泡胶厚度达到10 cm时，同一深度最大剂量偏差高达6%，且两种模式下PDD0都超过90% 。在两种模式下发泡胶对射野离轴比和半影都有较大影响，射野越小对粒子剂量影响也越小。临床使用发泡胶时尽量将厚度控制在5 cm以内，当需要使用较厚发泡胶时，建议使用FFF模式；使用立体定向放射治疗时发泡胶对剂量影响不大。  
        关键词：发泡胶;加速器;剂量;蒙特卡罗模拟   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在硼中子俘获治疗领域，专家利用蒙特卡罗模拟设计了基于D-D中子源的BNCT慢化体，为中子通量探测器性能实验测试提供解决方案。”
        龚依,关兴彩,王强,王铁山
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090303
        摘要：为了探讨利用D-D中子源评估硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy，BNCT）中子通量探测器性能的可能性，本文利用蒙特卡罗模拟程序MCNP5(Monte Carlo N Particle Transport Code, version 5)设计了基于D-D中子源的BNCT慢化体，并最终给出了一种“5 cm聚乙烯（Polyethylene，PE）+ 24 cm 氟化钛（TiF3）+ 22 cm氟化镁（MgF2）”的组合作为慢化层、20 cm的镍（Ni）作为反射层以及0.03 cm的镉（Cd）作为热中子吸收层的慢化体设计方案。模拟计算结果表明：D-D中子源经设计的慢化体慢化后形成的中子场可以用于BNCT中子通量探测器性能的实验测试。  
        关键词：D-D中子源;慢化体;硼中子俘获治疗;蒙特卡罗模拟   
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        发布时间：2024-10-25

        核电子学与仪器

      • “在核电站棒控电源领域，专家分析电源电路，建立仿真模型，提出优化方法，有效改善高频振荡和电压过冲等问题，显著提高电路性能指标。”
        阳璞琼,张锦涛,王新林,何正熙,郑杲
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090401
        摘要：棒控电源是核电站反应堆燃料棒的驱动机构的电源，核电站内的棒控电源柜通常与驱动机构相距较远，通过电缆相连接。为了提高设备的集成度，棒控电源柜中多个直流斩波模块共用一个整流模块，这种设计大大增加了直流母线的长度。直流母线和电缆的分布电感和分布电容，会产生电压过冲、增加开关损耗、产生高频振荡，并对电源控制产生巨大干扰。通过对电源电路的分析，计算直流母线的分布电感和电缆的分布电容，建立棒控电源系统PSIM仿真模型，得到了与样机测试波形近似的仿真结果。然后提出了减小直流母线分布电感的优化方法，经理论推导和仿真验证，可有效改善高频振荡和电压过冲等问题，显著提高电路性能指标。  
        关键词：棒控电源;分布电感;分布电容;仿真;优化   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在电源技术领域，专家提出了一种消除扫描电源输出电流过零畸变现象的技术方案，为提高电源输出电流线性度提供解决方案。”
        卢焕婷,李瑞,王川云,魏居魁,王震,曹轶柯
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090402
        摘要：通常扫描电源输出电流在零点穿越时，会出现畸变现象，影响输出电流的线性度。为了消除此现象，提出了一种将扫描电源的工作模态设计为电感电流连续且过零技术方案。首先对电流过零畸变现象对电源的工作模态进行了理论分析，发现在电流连续模式(Continuous Current Mode，CCM)下，将脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制的开关H桥变换器与滤波电感电流反向过零(Reverse Zero Crossing，RZC)相结合，这种新的技术方案可实现电流的连续平滑过零；然后结合仿真软件对工作在新模态下的电源系统进行仿真，结果表明新方案的合理性和有效性。最后对采用此方案研制的样机进行实验测试，结果表明新方案能够有效解决扫描电源输出电流过零畸变现象。  
        关键词：扫描电源;H桥变换器;CCM+RZC;脉宽调制控制   
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        发布时间：2024-10-25

        核物理、交叉学科研究

      • “贵金属纳米材料局域表面等离子共振效应在纳米光子学等领域应用广泛，等离子体纳米探针在活细胞成像等方面具有优势。”
        刘文晗,谢晓冬,殷敏,陈楠
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090501
        摘要：贵金属纳米材料具有局域表面等离子共振效应，由于其独特的物理、化学和光学性质，在纳米光子学、化学传感、靶向放射治疗、生物成像等领域得到日益广泛的应用。通过调控等离子体纳米颗粒的组成、形貌和尺寸，可以得到性质各异的散射光探针，并利用暗场显微镜对其进行观测。与荧光探针相比，等离子体纳米探针具有灵敏、稳定的优势，适合活细胞成像和对单个探针进行实时追踪。本文介绍了适用于暗场显微成像的等离子体纳米探针的最新进展；总结了其在观测细胞膜受体分布、原位检测细胞内各类生物分子、追踪胞内转运过程等方面的应用；并对暗场细胞成像的前景进行了展望。  
        关键词：等离子体纳米探针;暗场显微镜;细胞成像;单粒子分析   
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        发布时间：2024-10-25

        核能科学与工程

      • “阿尔及利亚比林核研究中心升级重水反应堆，实现不停堆连续辐照生产裂变钼，满足全球对放射性诊断核素99mTc的需求。”
        丁丽,张爱民,张毅,甄建霄,葛艳艳
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090601
        摘要：为适应当前全球对放射性诊断核素99mTc需求量不断增长的需要，阿尔及利亚比林核研究中心对多用途重水反应堆（Multi-purposes Heavy Water Research Reactor，MHWRR）实施升级改造，提出建立不停堆连续辐照生产裂变钼的能力需求。在对裂变钼靶件堆内辐照堆芯物理计算分析、热工水力计算分析、靶件出堆过程热工计算分析以及裂变99Mo产额计算等分析研究的基础上，结合反应堆设施原有限制条件，创新地提出了采用短时间临时停堆方式的技术方案，既能实现阿方产量目标，又能满足辐照安全要求。方案得到了阿方认可，工程实施后的初步调试结果表明：理论计算值与实验值符合较好，在无参考可借鉴实例的情况下，提出的辐照技术方案和工艺流程是合理可行的。  
        关键词：MHWRR;裂变钼;靶件;辐照技术   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核能领域，研究者分析了U3-MA和U5-MA燃料装载模式在B&B快堆上嬗变MA的性能，为核废料处理提供新思路。”
        马玉雯,陈金根,余呈刚,伍建辉,李晓晓
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090602
        摘要：次锕系核素（Minor Actinides，MA）作为长寿命高放射性核废料，在乏燃料放射性中占据主导位置。乏燃料最小化是保证核能可持续发展的重要环节，而嬗变是安全处置乏燃料的有效途径。小型模块化增殖焚烧（Breed and Burn，B&B）快堆的中子经济性较好，燃烧寿期长，装料方式灵活多样，可用于增殖产生易裂变核燃料、嬗变长寿命核废料，从而解决核电发展中前端核燃料供给和后端乏燃料处理问题。本文分析对比了U3-MA和U5-MA燃料装载模式的临界、燃耗和安全性能，并系统研究了两种装料模式在B&B快堆上嬗变MA的性能。结果表明：两种装料方式均能达到较好的嬗变性能，且MA的添加还能使反应堆寿期更长，堆芯中子经济性更高；此外，从安全性能上来看，添加MA对钍铀燃料循环的缓发中子份额影响较弱，但是对其燃料多普勒系数影响较强，这为后续钍铀、铀钚燃料循环选取合理的MA装载份额提供了参考依据。  
        关键词：MA嬗变;小型模块化增殖焚烧型快堆;燃料循环   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在熔盐自然循环特性研究领域，专家通过硝酸盐自然循环回路实验，验证了硝酸盐循环流量与换热功率的m次方成正比，为自然循环系统热工水力分析提供数据支持。”
        张博,徐博,周翀,邹杨,余笑寒
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090603
        摘要：硝酸盐自然循环回路（Nitrate Natural Circulation Loop，NNCL）是研究熔盐自然循环特性的重要实验平台，实验数据可用于开发或验证自然循环系统热工水力分析程序。在NNCL上进行了硝酸盐自然循环流动特性的实验研究，对熔盐温度在310 °C、340 °C、370 °C，以及空冷塔风门开度在0%、25%、50%、75%、100%的工况条件下，观测回路的瞬态和稳态特性。实验结果表明：熔盐-熔盐换热器(DRACS Heat Exchanger，DHX)进出口温差和硝酸盐流量对熔盐池温度响应过程很慢，且幅度较小，至少需要20 h；对风速响应较快，并出现骤升现象，能在几分钟内到达新的值。基于实验数据，验证了：NNCL系统硝酸盐自然循环流量与DHX换热功率的m次方成正比，NNCL系统阻力与流量的(1-m)/m次方成正比，且NNCL系统的m值在0.47~0.49之间。  
        关键词：自然循环;硝酸盐;热工水力   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核电厂事故分析领域，专家构建了气溶胶水洗计算模型，探究气泡尺寸对净化效果的影响，为事故源项评估提供新思路。”
        李玉祥,周彦,佟立丽
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090604
        摘要：气溶胶水洗是核电厂严重事故下放射性源项分析的重要环节，气泡尺寸的确定对于合理评估气溶胶水洗效果非常关键。通过构建气溶胶水洗计算模型，选用气泡平均直径关系式预测水洗过程上升区的稳定气泡尺寸，对采用不同注气装置的LACE-Espana以及ACE(Abnormal Conditions and Events)水洗实验典型工况进行模拟分析，探究气泡尺寸对气溶胶水洗净化系数（Decontamination Factor, DF）计算的影响。对比结果表明：采用Akita关系式预测的气泡直径计算所获得的DF更接近实验结果，DF随气泡尺寸的减小而显著增大。  
        关键词：气泡尺寸;多孔;气溶胶水洗;净化系数   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在高温钠环境中，硅酸钙绝热材料表现出良好的抗腐蚀性能，为核反应堆安全运行提供保障。”
        张金权,许咏丽,龙斌
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090605
        摘要：中国实验快堆主容器上方旋塞采用硅酸钙制品作为绝热材料，该材料存在与钠蒸气以及液态钠接触的可能性。通过开展硅酸钙绝热材料在高温钠、钠蒸气环境中的腐蚀实验，并对实验后样品进行表面形貌、剖面形貌以及导热性能测量等观察分析，以评估该材料与高温钠和钠蒸气环境的相容性能。结果表明：硅酸钙在液态钠和钠蒸气中不发生激烈的化学反应；液态钠和钠蒸气对硅酸钙的作用仅发生在表层，硅酸钙材料内部的颜色及形貌与试验前没有区别，未见钠的渗入，也未见任何裂纹或破损；试验后硅酸钙材料的热导性能与试验前基本相同，液钠和钠蒸气对硅酸钙的绝热性能基本没有影响。硅酸钙表现出较好的抗钠腐蚀性能。  
        关键词：快堆;硅酸钙绝热材料;相容性;钠腐蚀   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核反应堆安全领域，专家采用RELAP5-TMSR程序，分析了紧急停堆棒落棒时间对熔盐堆反应性引入瞬态后果的影响，为熔盐堆安全运行提供解决方案。”
        王凯,焦小伟,杨群,吴燕华,王超群,何兆忠
        2020, 43(9) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090606
        摘要：紧急停堆棒落棒时间是影响反应堆安全特性的重要参数，以2 MW钍基熔盐堆为研究对象，采用RELAP5-TMSR(Reactor Excursion and Leak Analysis Program-Thorium Molten Salt Reactor)程序，建立熔盐堆系统的瞬态行为分析模型，对控制棒提棒速度的敏感性进行分析，并重点分析探索紧急停堆棒落棒时间对熔盐堆反应性引入瞬态后果的影响规律。结果表明：即使紧急停堆棒落棒时间达到10 min，哈氏合金的最高温度也仅为708.2 °C，燃料盐最高温度为709.2 °C，均低于安全允许限值，表明该熔盐堆具有良好的应对反应性引入事件的能力。  
        关键词：熔盐堆;落棒时间;RELAP-TMSR;安全分析   
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