最新刊期
      2015 年 第 38 卷 11 期

        同步辐射技术及应用

      • 陈华斌,胡建中,周京泳,郑 成,王占稳,陈 灿,曹 勇,殷宪振,吕红斌
        2015, 38(11): 110101. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110101
        摘要：利用同步辐射X射线相衬成像技术(Synchrotron Radiation-based X-ray Phase-contrast Computed Tomography, SR-XPCT)对兔髌骨-髌腱连接点(Patella-Patellar Tendon Junction, PPTJ)移行区的纤维软骨细胞进行三维可视化及量化表征。正常骨成熟的新西兰PPTJ经多聚甲醛固定、梯度酒精脱水后，于上海光源X射线成像与生物医学应用光束线站进行扫描；采集的原始图像经数字减影、相位恢复、切片重构、位数转换后进行三维重构分析；标本扫描后进行传统组织学验证。SR-XPCT能成功获取PPTJ及其移行区纤维软骨细胞的三维高清图像，并对移行区纤维软骨细胞进行了量化表征：平均直径为(10.139±1.265) ?m；平均体积为(291.187±87.283)μm3，体积分布在200−400 μm3之间的占75.4%；平均球形度为0.711±0.079，球形度在0.605−0.805之间的纤维软骨细胞约占84.9%。SR-XPCT作为一种先进的、直观准确的可视化骨腱连接点的三维微观形态结构研究方法，为骨腱连接点损伤修复的三维形态学研究提供了新方法、新思路。  
        关键词：同步辐射;相位衬度成像;骨腱连接点;纤维软骨细胞;三维   
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        发布时间：2021-03-03

        低能加速器技术、射线技术及应用

      • 李 月,范红玉,杨 铭,张义武,牛金海
        2015, 38(11): 110201. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110201
        摘要：钨和钼材料具有高熔点、高热导率、低溅射率等优点成为国际热核实验反应堆计划中面向等离子体材料的候选材料。因此研究钨和钼材料的辐照损伤行为对于认识面向等离子体材料的辐照损伤机制具有重要意义。本文采用120 eV的 He+在873 K对钨和钼材料进行辐照实验，利用纳米压痕仪与导电模式原子力显微镜(Conductive Atomic Force Microscopy, CAFM)相结合，原位比较了钨和钼材料在辐照前后的表面形貌、表面微结构以及表层缺陷分布的变化特征。结果表明，低能He+辐照会导致钨和钼材料的近表面产生纳米量级氦泡缺陷，这些氦泡缺陷的存在使得样品表面产生绒毛或波浪状结构。纳米压痕深度分析和扫描电镜的分析结果表明，低能He+辐照会对Mo材料产生明显的刻蚀作用。本工作对于进一步认识低能氦离子辐照对面向等离子体材料的辐照损伤作用具有一定的科学参考意义。  
        关键词：辐照损伤;钨;钼;纳米压痕;导电原子力显微镜   
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        发布时间：2021-03-03
      • 孙朝明,汤光平,李 强,王增勇
        2015, 38(11): 110202. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110202
        摘要：射线源焦点的大小与形状对射线检测图像质量有重要的影响，但在射线检测中却很少对射线源焦点进行实测，这不利于准确控制射线检测图像质量。对射线源焦点的测量方法进行对比试验分析，以获得对射线源焦点进行评估的有效便捷方法。分别应用小孔成像板、星形测试卡、双线型像质计(Image quality indicator, IQI)等测试体，对工业应用的便携式X射线机进行了焦点尺寸测量。用星形测试卡、双线型像质计所测算的焦点尺寸一致性较好，但较之小孔成像的测量结果却存在较大偏差。实际检测时射线机焦点大小可能与标称值明显不同，有必要对射线焦点特性进行及时评价；双线型像质计可一定程度上代替星形测试卡的使用，便捷地实现图像不清晰度的测量、射线源焦点尺寸的评估。  
        关键词：焦点;尺寸测量;小孔成像;星形测试卡;双线型像质计   
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        发布时间：2021-03-03

        核化学、放射化学、放射性药物和核医学

      • 程治强,李杨娟,张国欣,张焕琦,李洒洒,窦 强,龙德武,吴国忠,李晴暖
        2015, 38(11): 110301. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110301
        摘要：为阐明六氟化钼(Molybdenum hexafluoride, MoF6)在氟化钠(Sodium fluoride, NaF)颗粒上的吸附机制，在静态吸附实验装置上研究了MoF6在NaF颗粒上的吸附平衡及吸附动力学行为，结果表明在50?100 oC内，NaF颗粒对MoF6的吸附速率和平衡吸附量随着温度而升高，在100 oC平衡吸附量达到115 mg MoF6?g?1 NaF。当温度超过100 oC时，NaF对MoF6的吸附作用减弱，吸附量减小。Langmuir模型能较好描述NaF颗粒对MoF6的吸附过程，并推测MoF6在NaF颗粒上的吸附为单分子层吸附。吸附动力学模型分析表明，NaF颗粒对MoF6的吸附符合准二级动力学方程，同时吸附过程受到颗粒内扩散控制，但其并不是唯一速率控制步骤。  
        关键词：氟化钠颗粒;气态氟化物;吸附等温线;吸附动力学;颗粒内扩散   
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        发布时间：2021-03-03
      • 缪小莉,李吉豪,向 群,徐甲强,李林繁,李景烨
        2015, 38(11): 110302. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110302
        摘要：通过共辐射接枝的方法将聚丙烯酰胺(Polyacrylamide, PAAm)接枝到聚丙烯(Polypropylene, PP)膜上，研究了丙烯酰胺单体浓度对接枝率的影响。接枝前后隔膜的红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)对比表明，聚丙烯酰胺已经成功接枝到PP膜上，对隔膜的热性能、机械性能、电导率等性能进行了表征。将隔膜组装成扣式电池后，充放电循环性能测试结果表明，在相同条件下以PP-g-PAAm作为隔膜的锂离子电池性能优于以原始PP作为隔膜的电池性能。  
        关键词：锂离子电池;聚丙烯;丙烯酰胺;辐射接枝;隔膜   
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        发布时间：2021-03-03
      • 单 健,刘晓翔,肖德涛,刘 卫,刘 彦
        2015, 38(11): 110303. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110303
        摘要：用M235大气颗粒物分级采样器采样获得不同范围粒径的可吸入大气颗粒物样品，然后分别用?分析方法和?分析方法测量不同粒径尺度样品中的210Pb的活度分布。得到大气颗粒物样品中210Pb的体积比活度在不同粒径上的分布范围为0.004 4–1.832 1mBq·m?3，最大值均落在0.49–0.95?m粒径范围。两种分析方法所测得的数据具有近似的活度-粒径分布关系，其离散性变化规律也基本一致，都是在粒径范围为0.49–1.5?m之间的标准差最大，?计数法测量的数据离散性整体比?计数法测量的数据偏大。  
        关键词：210Pb活度;活度-粒径分布;比活度   
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        发布时间：2021-03-03
      • 仇婷婷,彭 佳,何淑华,郑小北,刘玉侠,周 伟,张 岚
        2015, 38(11): 110304. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110304
        摘要：采用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy, ICP-AES)，系统研究了钍铀燃料循环后处理中4种典型稀土氟化物(NdF3、EuF3、GdF3、CeF3)在硝酸中的溶解性质。结果表明，在10 mL、浓度为16 mol?L?1的硝酸中，微波消解2 h，190 oC下，4种稀土氟化物的最大溶解量可达2.5?3.9 g?L?1，均比文献报道的数值高2?3个数量级；采用ICP-AES测试溶解液，线性范围0.99947?0.99996，标准偏差SD≤4.2% (n=3)，该溶解方法旨在为核燃料后处理流程中含有难溶稀土氟化物的熔盐固溶体样品分析前处理提供参考。  
        关键词：微波消解;电感耦合等离子体原子发射光谱;稀土氟化物;硝酸;溶解   
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        发布时间：2021-03-03

        核电子学与仪器

      • 曾国强,魏世龙,夏 源,李 强,徐亚东,葛良全,介万奇
        2015, 38(11): 110401. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110401
        摘要：设计了完整的碲锌镉(CdZnTe, CZT)探测器数字核信号处理系统，包含了低功耗偏压电源、低噪声电荷灵敏放大器、数字梯形多道脉冲幅度分析器及数字上升时间甄别器。在考虑探测器与后端数字多道优化匹配前提下设计了低噪声电荷灵敏放大器；数字多道脉冲幅度分析器(Digital Multi-Channel Pulse Height Analyzer, DMCA)通过高速模数转换器将模拟核信号离散化后，在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)中实现数字核脉冲信号处理；FPGA芯片中以快慢双通道梯形成形器为核心，针对碲锌镉探测器空穴收集不完全的问题，设计了数字上升时间甄别模块，有效消除了空穴拖尾效应，显著提升碲锌镉探测器的能量分辨率。从实验结果可知，针对西北工业大学提供的4mm×4mm×2mm的准半球结构碲锌镉探测器对241Am的分辨率最佳可达3.6%，对137Cs的分辨率可达0.96%。  
        关键词：碲锌镉探测器;电荷灵敏放大器;核信号处理系统;上升时间甄别;数字脉冲幅度分析器   
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        发布时间：2021-03-03
      • 丁长骥,毛本将,袁永刚,姜志刚,杨朝文
        2015, 38(11): 110402. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110402
        摘要：模拟构建了双层康普顿相机，利用康普顿散射原理，获取γ光子在两层探测器发生散射前后沉积的能量和位置信息，通过一定算法进行图像重建，获得放射源位置信息。该相机具有灵敏度高、体积小、应用范围广等优点。通过蒙特卡罗方法模拟了具有双层条状结构位置灵敏探测器（散射探测器、吸收探测器）组成的康普顿相机，其两层探测器分别由Si和Ge材料构成。利用反投影图像重建算法实现了放射源图像重建，当单点源与探测器距离为40 mm时，成像的效率为0.38%，位置分辨率达到8.0 mm，角分辨率达到3°。对于不同位置和不同个数点源的情况下，检验了反投影重建算法在康普顿相机放射源空间重建中的效果。  
        关键词：康普顿相机;蒙特卡罗模拟;反投影图像重建算法   
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        发布时间：2021-03-03
      • 陈 俊,吕 波,王福地,潘夏云,李颖颖,符 佳,尹相辉,胡睿佶,冯双园,石跃江,余 羿,叶民友
        2015, 38(11): 110403. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110403
        摘要：X射线弯晶谱仪作为托卡马克装置等离子体温度和旋转速度等参数诊断测量的重要手段之一，通常利用单晶体衍射分光来测量某种特定杂质的特征谱，这也限制了弯晶谱仪所能测量的等离子体温度范围。为解决更高温度等离子体测量问题，有效提高目前弯晶谱仪诊断系统温度测量范围，用双晶体代替原有单晶体，通过选择合适的晶体和Bragg衍射角组合，利用同一个探测器同时测量类氢和类氦的氩离子光谱，实现更高更宽温度范围测量。本文就东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST)弯晶谱仪双晶体应用方面的设计和技术实现进行了阐述，并首次在EAST装置上成功实现了氩离子类氦和类氢谱线的测量，利用类氦线和类氢线拟合得到的氩离子温度非常接近，验证了双晶体结构的可行性。  
        关键词：等离子体诊断;弯晶谱仪;双晶体;多普勒展宽   
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        发布时间：2021-03-03

        核物理、交叉学科研究

      • 赵剑锟,葛良全,张庆贤,卢贞瑞,罗耀耀
        2015, 38(11): 110501. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110501
        摘要：玄武岩、克里普岩、橄榄岩在月球表面广泛分布，并具有一定的代表性，并且岩石密度差异较大，高能粒子(Galactic Cosmic Rays, GCR；Solar Particle Event, SPE)与岩石相互作用后激发?射线。利用蒙特卡罗软件FLUKA开展了月表高能质子诱发?射线的研究，获取了月表多种成岩主元素的特征?射线能量峰、正电子湮灭峰和?辐射平衡峰等原始谱特征信息。通过数据分析表明特征峰强度与月表岩石密度呈正相关。原始谱特征的研究不仅可以为不同系列绕月?数据的对比研究提供参考，也可为在全月表面进行基于核辐射方法的岩石密度填图研究提供理论支撑。  
        关键词：月表岩石;诱发r辐射场;原始谱;FLUKA   
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        发布时间：2021-03-03
      • 谢明亮,陈玉清,于 雷,时 浩
        2015, 38(11): 110502. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110502
        摘要：基于最新释放的ENDF/B-VII.1核评价库，采用核数据加工处理程序NJOY-99制作基于WIMS格式的多群数据库，针对轻水堆(Light Water Reactor, LWR)基本燃料栅元均匀化计算基准题，以235U、238U核素为主要分析对象，对比研究了NJOY程序输入模块参数的选择对截面库制作加工时间、积分量ΔKeff及灵敏度的影响，得到优化的输入参数选择方案。基准例题验证结果表明：所制作的多群数据库是正确的，Keff计算精度较高，可为压水堆燃料组件均匀化计算提供数据基础。  
        关键词：ENDF/B-VII.1;WIMS;NJOY-99;核数据库   
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        发布时间：2021-03-03

        核能科学与工程

      • 吴昊声,毛世峰,陈 彬,张传家,罗正平,郭 勇,彭学兵,叶民友
        2015, 38(11): 110601. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110601
        摘要：在中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)的工程概念设计中，为探索有效降低偏滤器靶板热负荷的途径，相对于国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)特别增加了两个极向场线圈用于产生近年来新提出的雪花偏滤器位形。脱靶运行状态下，偏滤器靶板上的热负荷显著降低，但同时由于偏滤器温度的降低，杂质约束性能会变差，因此需要对CFETR雪花偏滤器的脱靶运行状态进行研究。基于边界等离子体物理模拟软件SOLPS (Scrape-off Layer Plasma Simulation)，通过数值模拟研究了CFETR雪花偏滤器的脱靶运行状态。模拟中通过主等离子体室内的D2充气改变等离子体密度。当充气速度足够高时，CFETR雪花偏滤器实现完全脱靶，靶板上的离子流和热负荷都显著降低。但此时偏滤器区域等离子体温度已经非常低，杂质将容易通过X点进入芯部，有产生辐射不稳定性的风险。因此，对于CFETR雪花偏滤器较为合适的工作状态应当是部分脱靶运行。  
        关键词：中国聚变工程实验堆;雪花偏滤器;脱靶;刮削层;数值模拟   
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        发布时间：2021-03-03
      • 李 凯,钟国强,胡立群,刘光柱,周瑞杰,普 能
        2015, 38(11): 110602. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110602
        摘要：EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)现阶段D-D运行产生2.45 MeV聚变中子及次级核反应γ射线，为了解EAST运行期间辐射场的分布及强度，确保运行期间人员及环境的核辐射安全。针对EAST运行期间装置大厅内部存在较强的中子、伽马瞬变辐射场的特征，结合环境低本底辐射监测的需要，采用宽动态范围、快时间响应的场所辐射监测探测器，与高灵敏度、稳定性好的环境辐射监测探测器相结合的方式，围绕EAST装置布置13个辐射监测点，每点分别安装一台中子、伽马监测器。采用自行编写的LabVIEW辐射监测软件进行数据采集，组建了一套EAST托卡马克装置的中子、伽马辐射剂量监测系统。该系统在2015年春季EAST实验中连续稳定运行了三个月，可靠性较高，获取了大量实验数据。监测系统满足EAST核辐射监测的要求，同时为后续开展聚变堆辐射安全与防护研究提供实验平台。  
        关键词：EAST;托卡马克;辐射监测;中子;γ射线   
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      • 胡纯栋,许永建
        2015, 38(11): 110603. DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110603
        摘要：EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)作为世界上第一个全超导非圆截面托克马克，其目标是研究1000 s的长脉冲稳态运行的前沿性物理问题，要达成这一目标，必须有高功率电流驱动和辅助加热系统以实现EAST装置的高参数稳态运行。中性束注入(Neutral Beam Injection, NBI)加热是等离子体辅助加热和维持最有效的手段之一，为此一套注入功率4–8 MW、脉冲宽度10–100 s的中性束注入系统于2010年开工建设，并于2014年实现了对等离子体的加热和驱动。本文主要展示了EAST中性束注入器的最新进展，从长脉冲束引出和高功率束引出两个方面介绍了EAST中性束注入器综合测试台的最新实验结果，结果表明在束功率和脉冲宽度方面已经达到或超过设计指标。  
        关键词：中性束注入器;束引出;离子源   
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        发布时间：2021-03-03
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