最新刊期
      2021 年 第 44 卷 第 1 期

        综述

      • “在人工智能领域，专家建立了深度学习体系，为解决复杂问题提供解决方案。”
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010001
        关键词：PET-CT;PET-MR;肿瘤学;影像报告   
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        发布时间：2024-10-25

        同步辐射技术及应用

      • “在高能同步辐射光源项目中，通过多路激光干涉测量系统与磁铁预准直技术结合，实现了高精度磁铁定位，为实验工作提供解决方案。”
        张泽斌,门玲鸰,辛洪兵,董岚,卢尚,梁静,李波,王小龙,罗涛,王铜,马娜,何振强,柯志勇,韩圆颖,闫路平
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010101
        摘要：高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS）储存环主体有288个预准直单元，由于设计单元中磁铁孔径变小，导致磁铁定位精度要求较以往项目高3~5倍。为提高磁铁预准直的精度，将多路激光干涉测量系统与磁铁预准直技术相结合，探索预准直实验中单元磁铁的多路激光高测量精度和高定位精度。模拟了两种常用多路激光布局方案对磁铁预准直精度的影响，然后利用MATLAB仿真软件，以被测目标点处标准差最小为目标对“三高一低”布局方案进行优化，最终采用4台Leica AT960激光跟踪仪，通过实验验证得到在12.1 m×5.97 m×3 m空间范围内被测目标点的标准差小于10 μm，且精度对比单台激光跟踪仪有明显提高，基本满足实验工作条件，初步达到设计要求。  
        关键词：多路激光;高精度;磁铁预准直;优化;布局   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在小角散射实验站领域，专家开发了光路优化自动校准程序，提高了实验站的自动化程度。”
        洪春霞,周平,滑文强,杨春明,边风刚
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010102
        摘要：小角散射实验站用户获取的实验数据质量与实验站的光路优化状态（较低的散射背景、准确的样品前后光强计数等）密切相关。目前小角散射实验站光路优化是手动优化方式，不利于用户机时的有效利用。在实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS）和控制系统工具箱（Control System Studio，CSS）平台下，使用Python语言设计并开发了光路优化自动校准程序，通过狭缝刀口扫描确定直通光中心位置，根据遗传算法的单目标和多目标优化方法自动优化，得到较低的空气背底散射图像，最终完成调光。测试结果表明：自动校准程序可以在30 min内完成实验站单色光狭缝和束流阻挡器位置调试，简化了实验站的光路优化工作，提高了小角散射实验站的自动化程度。  
        关键词：同步辐射;EPICS;小角X射线散射;遗传算法;自动校准系统   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在纳米催化领域，科学家利用尿素沉积沉淀法合成了与FeOx形成界面作用的负载型Pt团簇，显著提升了CO催化氧化活性。”
        刘成勇,黄莉,宋雪洋,贺文雪,王思宇,龙志鑫,孙治湖,韦世强
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010103
        摘要：金属-氧化物界面作用对于调节金属催化剂的电子结构、提升催化剂的催化活性和稳定性起到重要影响，在纳米催化研究领域受到广泛关注。利用尿素沉积沉淀法合成了与FeOx形成界面作用的负载型Pt团簇（Ptnc，尺寸为（1.4±0.2） nm），它表现出相对单金属Ptnc催化剂显著提升的CO催化氧化活性。与具有类似Pt负载量的Pt/SiO2相比，Ptnc-FeOx/SiO2催化剂在同等条件下催化CO氧化的完全转化温度从180 °C大幅降低至90 °C，表观活化能从60 kJ·mol-1降低到19 kJ·mol-1，并具有高出20倍的转换频率（Turnover Frequency，TOF）。采用同步辐射X射线吸收谱学技术、原位漫反射傅里叶变换红外光谱、球差电镜等多种表征手段，对Ptnc-FeOx之间的界面相互作用进行了探讨。结果表明：Ptnc与FeOx之间通过形成的Pt-Fe金属键发生了从Fe向Pt的电荷转移，从而降低了Ptnc的d带中心位置，减弱了CO在Ptnc表面的吸附强度，有助于实现催化活性和反应动力学速率的提升。  
        关键词：金属-氧化物界面;Ptnc-FeOx催化剂;CO催化氧化;同步辐射X射线吸收精细结构;漫反射傅里叶变换红外光谱   
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        发布时间：2024-10-25

        加速器技术、射线技术及应用

      • “上海软X射线自由电子激光低电平系统时钟本振设备设计，满足物理设计需求，达到国际先进水平。”
        肖诚成,尹哲,张俊强,顾强
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010201
        摘要：上海软X射线自由电子激光（Shanghai Soft X-ray Free-electron Laser，SXFEL）的直线加速器工作频率为5 712 MHz。在低电平系统中，C波段的微波采样信号经过与5 686.556 MHz的本振信号混频后下变频为26.444 MHz的中频信号，之后由频率为105.778 MHz的时钟信号进行四倍频采样。为了保证低电平系统的整体性能达到SXFEL的物理设计需求，对应用于SXFEL低电平系统中的时钟本振设备进行了设计，并选取了适当的分立器件模块进行设备的组装制造。对时钟信号和本振信号的相位抖动积分，以及时钟本振设备中可能对温度敏感的非线性模块：分频器和倍频器的温度控制进行了实验测试，结果表明：时钟本振设备输出的时钟信号和本振信号的相位稳定性都能很好地满足SXFEL理论设计中对低电平系统的要求，达到了国际同类装置的先进水平。同时，长时间的相位波动可以通过温度控制装置得到明显的平滑和改善。  
        关键词：低电平;C波段;时钟本振设备;相位抖动;温度控制   
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        发布时间：2024-10-25
      • “随钻方位伽马测井技术取得新进展，专家设计实验装置，计算方位灵敏度，提高测量准确度。”
        于华伟,王文定,张丽,肖红兵,杨全进,张宇昕,杨争春
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010202
        摘要：随钻方位伽马在井周多扇区的响应并不能反映地层实际的放射性强度分布。为了得到仪器周围各扇区对探测器的实际贡献，本文首先通过数值模拟证明井周地层对测量结果存在影响，其次设计了一种可用于方位灵敏度刻度的实验装置，并结合实验数据得到了方位灵敏度的计算方法。结果表明：方位伽马测井可以一定程度上反映地层放射性强度分布的高低，但是计算出来的方位灵敏因子能够更加正确地反映井周16个方位扇区地层对探测器的贡献量，且强度分布对比度更高。利用方位灵敏因子计算的地层放射性强度与真实地层参数更接近，能有效提高方位伽马测井的测量准确度，为今后方位伽马测井的高精度测量和地层界面识别提供技术支持。  
        关键词：方位伽马测井;方位灵敏度;地质导向;蒙特卡罗模拟   
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        发布时间：2024-10-25

        核电子学与仪器

      • “在金属费米动量和费米能研究领域，基于连续硅酸钇镥晶体阵列探测器的一维湮没角关联测量方法，无需角度扫描即可实现高分辨和高效测量，极大缩短成谱时间。”
        刘进洋,刘福雁,况鹏,张怀强,张鹏,于润升,曹兴忠,王宝义
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010401
        摘要：正电子湮没角关联（Angular Correlation of Annihilation Radiation，ACAR）测量是一种常用来研究金属中的费米动量和费米能的高精度测量方法。传统一维湮没角关联（1D-ACAR）装置通过角度扫描的方式测量，角分辨为亚毫弧度级，但存在装置结构复杂、成谱时间长等缺点。本文提出了基于连续硅酸钇镥晶体（Lutetium-yttrium Orthosilicate，LYSO）阵列探测器（Continuous Crystal Array Detector，CCAD）测量1D-ACAR的方法，无需角度扫描即可对材料中电子动量分布进行高分辨和高效的测量。通过Geant4对CCAD进行模拟计算，并对其尺寸结构及定位算法进行优化。结果表明：在使用局域重心法定位时，选取合适宽度的硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier，SiPM）构成光电转换阵列以及增加连续晶体尺寸可以提升探测器的角分辨率。在SiPM阵列单元宽度取1 mm、晶体尺寸取30 mm（长）×35 mm（宽）时，CCAD的角分辨为0.84 mrad，已达到传统装置的角分辨率水平，增大晶体尺寸可进一步提升角分辨率。因此，在不降低角分辨率的情况下，基于CCAD的1D-ACAR装置可极大缩短成谱时间。  
        关键词：湮没角关联;连续晶体;定位算法;位置分辨率   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在数字化核仪器领域，尖峰脉冲成形算法引入平顶参数，与梯形脉冲成形方法对比，为高能量分辨率能谱获取提供新方案。”
        范新洋,王敏,洪旭,杨体波,廖光辉,欧阳周璇
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010402
        摘要：在数字化核仪器中，为获取高能量分辨率的能谱，常采用数字滤波成形算法处理核脉冲信号，脉冲成形方法中成形参数对输出信号波形、堆积脉冲分离的影响研究鲜有报道。本文在尖峰脉冲成形算法基础上，引入平顶参数，对Mn样品的硅漂移探测器得到的实测脉冲信号开展实验研究，并与常见的梯形脉冲成形方法作对比分析。对采集到的核脉冲信号分别采用尖峰脉冲成形、梯形脉冲成形，然后进行幅度甄别，获取能谱信息，研究相同达峰时间下两种方法对计数率与能量分辨率的影响规律。结果表明：尖峰脉冲成形下降沿快、脉冲宽度窄、较三角脉冲成形更易于分离堆积脉冲；在相同达峰时间下，梯形脉冲成形较尖峰脉冲成形在能量分辨率上更具优势，而尖峰脉冲成形在高计数率上表现出更好的性能。  
        关键词：数字化核仪器;尖峰脉冲成形;能量分辨率;堆积脉冲   
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        发布时间：2024-10-25

        核物理、交叉学科研究

      • “在土壤侵蚀研究领域，137Cs示踪技术已广泛应用。专家分析了其主要问题和发展趋势，为建立高精度背景值预报模型和全球数据库提供解决方案。”
        王勇,伍佐,苏正安,周涛,王俊杰,刘翊涵,王晓艺
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010501
        摘要：137Cs示踪技术具有快速、简单、准确等优点，已广泛应用于土壤侵蚀研究中。为更加科学地认识以及应用137Cs示踪土壤侵蚀速率，通过对已发表137Cs示踪技术的文献进行科学计量和分析，提出了137Cs示踪土壤侵蚀存在的主要问题以及未来的发展趋势。目前，137Cs法示踪土壤侵蚀研究主要集中在背景值确定、侵蚀转化模型的构建与修正等方面，同时高精度、高分辨率的137Cs背景值预报模型（适用于不同情景模式）和全球性的137Cs背景值数据库亟待建立。未来，由于137Cs半衰期为30.2 a，土壤中137Cs的含量逐渐减少，亟需进一步开展多核素示踪和多方法的联合研究，同时进一步验证和修正137Cs侵蚀转化模型。  
        关键词：137Cs;土壤侵蚀;背景值;侵蚀转化模型   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在正电子碰撞厚Ti靶的K壳层特征X射线产额研究中，通过实验测量与理论模拟值比较，发现实验值明显低于理论值，为后续研究提供参考。”
        田丽霞,房冰冰,杭仲斌,曹兴忠
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010502
        摘要：通过10~30 keV的正电子轰击纯厚Ti（Z=22）靶，采用超薄灵敏层的Si-PIN探测器收集其产生的X射线，通过HPGe探测器收集正电子在靶中湮没产生的511 keV的γ光子计数来计算正电子束流强度，对正电子碰撞厚Ti靶的K壳层特征X射线产额进行了初步测量，并将所得实验数据与基于DWBA（Distorted-Wave Born Approximation）理论的Monte Carlo程序PENELOPE模拟值进行了比较，在所考察的能区范围内两者形状较为一致，但实验值均明显低于理论模拟值，在低能端（≦15 keV）更为显著，从而为今后开展这方面的工作提供了参考。  
        关键词：正电子;特征X射线产额;厚靶;PENELOPE模拟   
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        发布时间：2024-10-25

        核能科学与工程

      • “在空间核动力领域，专家设计了小型氦氙冷却反应堆关键参数，通过编程建模和敏感性分析，确定了关键参数范围，为设计提供参考。”
        胡文桢,邓坚,刘晓晶,李仲春,薛冰
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010601
        摘要：使用氦氙混合气体作为冷却剂结合布雷顿热电转换系统的快中子增殖堆是未来空间核动力的发展趋势。为了提高系统效率、减小系统质量，许多学者开展了空间反应堆参数设计研究，但少有涉及氦氙冷却反应堆。本文的研究内容是小型氦氙冷却反应堆关键参数的设计。通过Fortran 95语言编程构建单通道、一次表面回热器等部件模型，建立热力系统程序。采用淹没次临界反应堆基本参数进行程序验证，并通过单个参数的敏感性分析来确定关键参数范围。结果表明：回热器对系统效率和系统质量的影响最大，压气机压比超过1.52之后再增大压比对系统质量的影响较小。本研究为小型氦氙冷却反应堆的设计提供了参考。  
        关键词：氦氙冷却反应堆;热力系统;关键参数   
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        发布时间：2024-10-25
      • “在射频负离子源领域，铯注入显著提升H-离子产额，为离子源性能优化提供新思路。”
        王昊明,胡纯栋,陈世勇,许永建,潘军军,韦江龙,刘伟,崔庆龙,谢亚红,谢远来,梁立振
        2021, 44(1) DOI: 10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.010602
        摘要：铯注入可显著降低射频负离子源等离子体电极（Plasma Grid，PG）金属表面逸出功，促进H-离子的表面产生，是提高射频负离子源H-离子产额的有效手段。依托强流射频负离子源综合测试平台，以H-离子表面产生机制、铯注入作用机制为理论基础，以H-离子引出电流、电子引出电流及铯852 nm特征谱线相对强度等数据为依据；通过控制PG板温度和铯注入速率，本实验探究在铯注入条件下，PG板温度和铯注入速率对射频负离子源H-离子产额的影响作用。实验结果表明：铯注入可有效提高H-离子产额，且在当前实验条件下，PG温度在180~200 ℃范围时，H-离子转换速率最大；在铯注入温度为250 ℃/270 ℃时，约162 min后，H-离子转换速率达到动态平衡。  
        关键词：射频负离子源;表面产生;铯注入;恒温控制   
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        发布时间：2024-10-25
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