最新刊期
      2021 年 第 44 卷 第 3 期

        同步辐射技术及应用

      • “上海同步辐射光源二期线站工程中，基于时间分辨的泵浦实验取得突破，专家建立了高时间分辨率的束团纯度在线测量系统，为束团纵向分布测量提供新方案。”
        高波,赖龙伟,刘晓庆,曹珊珊,冷用斌
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030101
        摘要：上海同步辐射光源（Shanghai Synchrotron Radiation Facility，SSRF）目前正在进行二期线站工程建设，其中基于时间分辨的泵浦实验是线站工程的重要目标之一。高时间分辨率实验对于束团纯度的要求达到10-5量级以上，纯度测量是关键技术之一。然而传统基于束流位置测量探头的逐束团电荷量测量系统分辨率仅能到10-4量级。基于时间相关单光子计数技术，在原有同步光诊断线上建立了束团纯度在线测量系统。为了验证和提高系统的性能，设计了评估实验，同时对系统进行了优化。测试结果表明：搭建的束团电荷量纯度测量系统，分辨率在分钟量级可达到10-7量级。利用系统的高时间和纯度测量分辨率能力的优势，进行了束团纵向分布测量应用的探索，并对储存环的填充模式对束团纯度的影响进行了研究。  
        关键词：时间分辨实验;束团纯度测量;束团电荷量测量   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在光学记录、数据存储等领域，Ge2Sb2Te5材料在X射线辐照下的结构变化研究取得进展，为抗辐照机制及辐射加固技术研究提供参考。”
        何佩谣,赵越,刘宇,王波,朱效立
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030102
        摘要：相变材料Ge2Sb2Te5由于其独特的光学和电学性质，在光学记录、数据存储等方面具有广泛的应用。在航空航天、安检扫描等一些特定环境中，X射线辐照会使得相变材料发生结构和性能的变化，研究Ge2Sb2Te5在X射线辐照下的结构变化就非常必要。对Si衬底上50 nm厚的Ge2Sb2Te5薄膜材料采用X射线进行不同时间的照射，并利用高分辨率X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）分析了Ge2Sb2Te5的化学形态以及结构的变化。结果表明：随辐照时间的增加，Ge2Sb2Te5薄膜材料中各元素化学状态及键合方式发生了改变，被氧化的程度也逐渐增强，表现为GeO2的XPS峰强度增强，Sb2O3、TeO2分别转变为更高金属价态氧化物Sb2O5和TeO3。研究还确定了Ge2Sb2Te5的极限照射时间为9 h，长时间的辐照作用，使得材料表面受到严重破坏，形成大量孔洞。通过研究Ge2Sb2Te5在X射线辐照下的结构变化，为Ge2Sb2Te5相变材料和器件的抗辐照机制及辐射加固技术的研究提供参考。  
        关键词：同步辐射;Ge2Sb2Te5;X射线光电子能谱;化学键   
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        发布时间：2024-10-25

        加速器技术、射线技术及应用

      • “在聚变堆金属杂质原子光谱研究领域，专家提出了基于传导冷却的紧凑型中能段电子束离子阱杂质光谱研究平台的系统设计方案，通过COMSOL仿真软件辅助设计，为进一步工程设计提供参数参考。”
        宾斌,张洪明,杨洋,郝强旺,戴超,王福地,符佳,李颖颖,李军,肖君,吕波
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030201
        摘要：提出了一种基于传导冷却的紧凑型中能段电子束离子阱杂质光谱研究平台的系统设计方案，用于未来聚变堆上金属杂质原子光谱研究。系统设计主要包括磁场计算、内电极设计、光谱仪设计及其他辅助系统设计。通过使用COMSOL仿真软件对磁场和电子束进行了辅助设计，仿真结果显示，合适的设计参数可以使电子束离子阱（Electron Beam Ion Trap，EBIT）漂移管中心得到1.0 T的均匀磁场强度，电子束可以在漂移管中被约束并通过漂移管到达收集极，此设计可为进一步工程设计提供设计参数参考。  
        关键词：电子束离子阱;高电荷态离子;低温超导   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核物理领域，专家建立了井型γ谱仪效率刻度方法，为土壤样品测量提供解决方案。”
        来永芳,陈菲,孙健,秦婉云,祁烨林
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030202
        摘要：井型γ谱仪能大幅缩短测量时间和样品用量，但在实际使用前，须对其进行效率刻度。介绍了一种采用MCNP（Monte Carlo N Particle Transport Code）通用软件包模拟计算与单能量点源实测修正相结合的井型γ谱仪土壤样品效率刻度方法。基于MCNP计算了γ射线不同能量、土壤样品不同质量的井型NaI（Tl） γ谱仪探测效率值，拟合了效率曲线数学模型，拟合值与MC模拟值最大相对偏差＜±7%，并通过实测标准土壤样品源验证了所提方法的可行性，建立了基于MCNP模拟计算与体源实测修正相结合的井型γ谱仪效率刻度方法。  
        关键词：井型γ谱仪;效率刻度;蒙特卡罗模拟;MCNP软件包   
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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

      • “在多模态影像引导放疗领域，四川省人民医院医联体基层成员单位针对国产放疗系统与国产核磁共振成像系统不兼容问题，提出了一种解决方案，为基层单位提供经验参照，为国产设备研发提供临床一线反馈。”
        殷云鹏,骆科林,谢朝,胡金有,邹炼
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030301
        摘要：多种模态影像特性的融合将极大地提升肿瘤与正常组织的识别度，多模态影像的引导已成为开展精确放疗的一个不可或缺的环节。得益于国产医疗设备的发展，很多基层医院已具备基于国产设备开展多模态影像引导的放射治疗的基础。本文将针对四川省人民医院医联体基层成员单位的国产放疗系统与国产核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，MRI）影像系统在开展多模态影像引导放疗时的不兼容问题，提出一种解决方案。本文的经验将为基层单位的同行提供经验参照，为相关国产设备的进一步研发提供临床一线的反馈。  
        关键词：国产设备;放射治疗;多模态影像;兼容问题;核磁共振成像   
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        发布时间：2024-10-25

        核电子学与仪器

      • “新型CeBr3探测器成功应用于天然样品中238U活度测量，与HPGe探测器结果一致，为室温条件下活度测量提供新方法。”
        冯延强,王铁健,杨龙泉,焦仓文,李必红,赵丹,王海洋
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030401
        摘要：将新型高分辨率CeBr3闪烁体探测器应用于天然样品中238U活度测量，利用实测谱数据分析了该新型探测器通过1 001 keV（234mPa）能量峰测量238U活度的可行性，并与高分辨率HPGe半导体探测器进行了样品的测量对比。结果表明：该新型探测器可将1 001 keV与969 keV（228Ac）区分开来，利用1 001 keV分析样品中238U结果与HPGe一致，可用于室温条件下天然样品中238U活度测量。  
        关键词：CeBr3探测器;238U;1 001 keV;活度测量   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核材料衡算领域，专家提出了一种校正中子符合计数的方法，通过建立刻度函数关系校正废物桶含钚废物的符合中子计数，准确测量α废物活度和质量，为该装置推广应用提供基础。”
        周志波,孙诗奇,刘立坤,张海青,初泉丽,李多宏,杨丽芳,谭西早,林俊,武朝辉
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030402
        摘要：桶装α废物分类检测装置（Waste Drum Assay System，WDAS）在测量废物桶中铀、钚含量时受到桶中介质吸收的影响，从而影响测量精度，为核材料衡算和军控核查带来挑战。本文提出了一种用于校正中子符合计数的方法，通过建立废物桶介质对外加中子源的吸收校正因子和对样品的吸收校正因子的刻度函数关系校正废物桶含钚废物的符合中子计数，从而准确地测量α废物活度和质量。经实验验证，校正后252Cf活度与标准值之间的相对偏差显著减小，校正结果均优于7%。实验验证了方法的可行性，为该装置后续的推广应用提供了基础。  
        关键词：桶装α废物分类检测装置;符合中子计数;吸收校正   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在工业领域，基于硅光电倍增管的快中子成像系统对低原子序数物质更灵敏，模拟和实验验证了其可行性，为进一步研究提供依据。”
        张雨,张健,张国光
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030403
        摘要：介绍了一种基于硅光电倍增管和塑料闪烁体阵列的小型快中子成像系统。对比X射线成像，快中子成像对低原子序数构成的物质更加灵敏，在工业领域有重要应用。从模拟和实验两方面探讨方案的可行性。利用GEANT4和Python搭建了一套模拟平台，实现从中子到电信号的全物理过程模拟，根据结果进行了图像重建。通过模拟，讨论了能量阈值、闪烁体尺寸对系统探测效率的影响；论述了影响系统成像效果的几个关键因素（中子源焦点大小、源与样品间距、样品的材质和厚度等）。试制了一个小尺寸的成像探测器，并配合氘-氘中子管，对聚乙烯材质的样品进行了成像实验。结果显示：此单元成像效果基本与模拟效果一致，成像图的实际像素尺寸可以达到3 mm×3 mm。以上模拟和实验结果显示基于硅光电倍增管快中子成像系统的可行，为进一步的研究提供了依据。  
        关键词：快中子成像;蒙特卡罗模拟;硅光电倍增管;位置灵敏探测阵列   
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        发布时间：2024-10-25

        核物理、交叉学科研究

      • “在核物理领域，专家通过调整量子分子动力学模型参数，研究了核势深度对α共轭核中α团簇结构形成的影响。”
        狄宣平,方德清,何万兵,马余刚
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030501
        摘要：本文使用扩展的量子分子动力学模型（Extension of quantum molecular dynamics，EQMD），通过调整泡利势参数，使模型计算出的原子核平均结合能和均方根半径更符合实验值和经验公式。在EQMD模型中加入动量相关势，根据无限大核物质的状态方程推导得到不同的核相互作用势参数，研究不同核势深度对4≤A≤40的α共轭核（N=Z，偶偶核）内的α团簇结构形成的影响。结果表明：核势越深越容易在α共轭核中产生α团簇结构；同时，核势深度的变化也会影响12C和16O原子核内α团簇的构型。  
        关键词：核相互作用势;α团簇;EQMD模型   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在180纳米互补金属氧化物半导体微处理器领域，专家分析了片内外设对电离辐照的敏感性，建立了片内闪存存储器失效概率模型，为抗辐射设计提供参考。”
        刘一宁,杨亚鹏,陈法国,张建岗,郭荣,梁润成
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030502
        摘要：针对特征工艺尺寸为180 nm的互补金属氧化物半导体微处理器进行了60Co在线电离辐照实验，找出了片内对辐照效应敏感的外设，分析了其对总剂量效应敏感的原因，详细介绍了处理电离辐照实验数据的方法。对比了片内闪存存储器、定时器、通用同步/异步收发器、模拟数字转换器及通用输入输出等外设对在线辐照的敏感程度。结果表明：对总剂量效应最敏感的功能是片内闪存存储器的写入功能，原因是电荷泵失效。建立了片内闪存存储器由于总剂量效应导致写入失效的统计概率模型，分析了模型参数的物理意义。结果表明：在63.3~97.3 Gy（Si）∙h-1剂量率下，该失效的概率关于总剂量的变化适合用三参数威布尔分布描述。  
        关键词：CMOS微处理器;总剂量效应;在线实验;概率分布   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在γ射线屏蔽设计领域，专家采用蒙特卡罗方法研究积累因子，为高能γ射线屏蔽设计提供参考值和计算方法。”
        杨体波,王敏,范新洋,廖光辉,代光明
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030503
        摘要：在γ射线的屏蔽设计中，选择合适的积累因子对屏蔽效果至关重要。目前，在设计屏蔽材料时，使用单层材料时考虑了轫致辐射的影响，而使用复合材料时并没有考虑。为了提高屏蔽厚度计算的准确性，在考虑轫致辐射的情况下，采用蒙特卡罗（Monte Carlo）方法对单层材料、多层组合材料的积累因子进行研究，模拟了不同γ射线能量和不同屏蔽材料厚度时的积累因子，同时对有无轫致辐射时积累因子的差别进行了对比。结果表明：对于单层材料和组合材料，轫致辐射对积累因子的贡献在低能和薄屏蔽厚度时较低，在高能和高屏蔽厚度时比较明显；积累因子随γ射线能量的增加呈现出下降的趋势，随着屏蔽厚度的增加呈现出增加的趋势。为实际情况中高能γ射线的屏蔽设计提供了积累因子的参考值以及计算方法。  
        关键词：积累因子;屏蔽材料;MCNP模拟;轫致辐射   
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        发布时间：2024-10-25
      • “广东伴生矿固体废物处置研究取得进展，为安全处置提供数据依据。”
        陈志东,陈柏迪,邓飞,郭杰,朱志如,朱深河,黄正轩,王作河
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030504
        摘要：伴生矿固体废物合理处置是当前广东需要解决的一个环境问题，本实验研究挑选锆英砂类型伴生放射性矿固体废物作为研究对象，通过浸泡实验、室内小土柱淋滤实验、室外大土柱模拟填埋实验，研究了伴生矿固体废物中的U、Th、Cd、Pb、Cr、Hg、As的浸出特性与动力学机理、污染元素向土壤的迁移规律与长时间淋滤作用下污染物的浸出分布规律。结果表明：天然雨水的浸泡实验中出现最高浸出率分别为U（0.007 9%）、Th（0.000 53%）、Cr（0.15%）、Pb（0.033%）、As（0.18%）、Cd（0.0%）、Hg（0.041%），浸出过程较多符合由多种扩散与反应过程决定的混合控制动力学模型；经过100 d室内小土柱与1 a室外大土柱填埋淋滤实验结果显示，污染物向环境中的释放速度较为缓慢或较难释放。结果可为实现伴生放射性矿固体废物安全处置提供数据依据。  
        关键词：伴生放射性矿;固体废物;核素;重金属;释放行为   
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        发布时间：2024-10-25

        核能科学与工程

      • “在核能领域，专家基于RELAP5/FLUENT耦合程序，建立了熔盐堆一回路模型，验证了其应对反应性引入事件的能力。”
        何帆,蔡翔舟,郭威,何龙,崔蕾
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030601
        摘要：熔盐堆具有良好的中子经济性、固有安全性和可在线换料等特点。以石墨慢化通道式熔盐堆（Molten Salt Reactor，MSR）为研究对象，基于RELAP5/FLUENT耦合程序，建立了熔盐堆一回路模型，并在熔盐堆堆芯分别引入0.000 1、0.000 2和0.000 5反应性的情况下进行瞬态分析。结果表明：在堆芯反应性引入下，由于堆芯负的温度反应性，堆芯内最高温度和熔盐出口温度远低于安全允许限值，验证了熔盐堆具有良好的应对反应性引入事件的能力。  
        关键词：RELAP5/FLUENT;熔盐堆;反应性引入;热工水力   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在核燃料领域，专家建立了三维有限元模型，探索了事故容错燃料热导率增强方法，为提高核燃料安全性提供新思路。”
        张海青,卢林远,王鹏,严超,林俊
        2021, 44(3) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.030602
        摘要：事故容错热导率增强型核燃料的研究关注点主要在于制备工艺的优化和导热性能的改善，而微观结构的调控是改善导热性能的主要手段之一。目前国内外提出的事故容错燃料，主要是在基体颗粒中添加高热导率的颗粒以提高容错燃料的热导率。本文建立了事故容错燃料的三维有限元模型，采用Ansys Workbench对不同容错燃料热导率进行数值模拟，计算分析了二氧化铀基体中添加氧化铍颗粒时，颗粒的形状、空间取向、排列方式、大小等对热导率的影响，获得了热导率随氧化铍颗粒形状、空间取向、排列方式、大小等变化的规律。  
        关键词：事故容错燃料;热导率;热流密度;界面热阻   
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        发布时间：2024-10-25
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