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科学家故事｜程开甲的保密故事（图）
科学家故事 程开甲 保密 核武器
2023/11/6
程开甲是我国核武器事业的开拓者之一，是核试验科学技术体系的创建者和领路人。他隐姓埋名，坚守戈壁滩 20余年，为我国核武器研制作出了卓越贡献。
氚是核设施运行过程中释放的放射性物质之一，对人体的内照射危害不仅与其活度有关，而且与氚的化学形态、摄入途径密切相关。针对目前国内涉及氚的控制标准较多，氚化水（HTO）与元素氚（HT）的控制限值均存在不一致的问题，梳理分析了氚浓度控制限值的发展及相关标准的制定依据。根据我国现行辐射防护有关标准，结合国际原子能机构（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）和国际放射防...
TMSR-SF0控制系统与保护系统通讯方案的设计与实现
钍基熔盐堆 实验物理与工业控制系统 控制系统 S7plc驱动程序 串口设备
2022/3/31
钍基熔盐固态仿真堆（ThoriumMoltenSaltReactor-SolidFuel，TMSR-SF0）的运行控制和安全保护功能分别由基于实验物理与工业控制系统（ExperimentalPhysicsandIndustrialControlSystem，EPICS）的分布式控制系统和基于现场可编程逻辑门阵列（FieldProgrammableGateArray，FPGA）的保护系统独立实现。由...
多群截面处理模块ARES-MACXS屏蔽计算适用性分析
屏蔽计算 多群截面 MATXS 共振自屏
2022/3/22
在聚变和裂变装置的屏蔽计算中确定论方法应用广泛，多群截面数据的精度对计算结果具有至关重要的影响。为得到适用于各类屏蔽问题的多群截面，自主开发了基于邦达连科共振处理方法的截面处理模块ARES-MACXS。模块具备共振处理、温度插值、输运修正、上散射处理、中子-光子截面耦合处理、并群等功能。使用指数插值方法，以得到更加精确的多群截面。分别处理KASHIL_E70库、FENDLL-3.1d库进行单核素计...
约束非线性最优化迭代方法解析γ能谱重峰
γ能谱分析 重峰解析 非线性拟合 约束最优化
2022/3/31
γ能谱测量分析是放射性核素定性识别和定量分析的重要手段。复杂能谱重峰解析一直是γ能谱分析的难点。为此，提出了一种基于约束非线性最优化的重峰解析方法，对常规重峰解析的非线性最小二乘拟合问题增加系统刻度约束，使结果更符合物理实际；设计了一种简单的迭代方法，实现了约束最优化问题的快速求解。采用仿真数据研究了不同统计涨落、峰间距和峰面积差别时的重峰解析性能，并采用实测数据进行了验证。结果表明：相比于无约束...
铜表面氡子体去除方法研究
铜 氡子体 α探测器 酸洗钝化 电感耦合等离子质谱仪
2022/3/31
由于铜本身的放射性极低，因此铜是稀有衰变实验中经常使用的材料之一。在实验探测器的组装过程中，铜暴露在含有氡气的空气中，氡的衰变子体（210Pb、210Bi和210Po）沉积在铜表面，其α、β和γ衰变导致实验本底增加。为了抑制该类放射性本底，需要对铜表面进行清洁。采用8种酸洗配方对铜表面进行处理，在酸洗前后利用α探测器测量铜表面210Po的计数，进而得到每种配方对210Po的去除效率，其中5%柠檬酸...
波纹场和新经典撕裂模对托卡马克中快离子输运影响的数值模拟研究
波纹 新经典撕裂模 ORBIT 数值模拟
2022/3/31
托卡马克是一种可能的受控核聚变实施方案，粒子输运在维持核聚变反应的进程中起着重要作用。使用导心运动代码ORBIT，针对波纹扰动和2/1新经典撕裂模（NeoclassicalTearingMode，NTM）对圆截面托卡马克氘离子输运的影响开展了详细的数值模拟研究，同时计算了损失粒子的相空间分布。结果表明：粒子的损失随其初始位置和投射角（v///v）变化而改变，远离磁轴、接近最外层磁面的粒子损失率高；...
非人类物种辐射影响评价中不同剂量率估算模型的比较
非人类物种 剂量率评价模型 剂量系数
2022/3/31
在非人类物种辐射影响评价中,生物体模型是剂量学评价的重要基础。本文对生物整体简化模型、简化解剖学模型和体素模型三种模型的特点、剂量系数计算方法进行了分析比较,为进一步开展非人类物种剂量学评价提出了建议。
为了实现中子能谱的快速获取,准确测量中子辐射场的剂量率,设计了一款一体化多球中子能谱仪。该系统能进行中子能谱的在线测量,实时显示中子剂量率。谱仪在Am-Be参考辐射场进行了验证,测量能谱与标准谱符合较好,转换后剂量率测量值与真值偏差<±7%。
硅漂移探测器（SiliconDriftDetector，SDD）中电荷包的漂移时间（μs·cm-1）与粒子入射位置到读出电极距离有关，而且通常不能直接测量，其不确定性是影响探测器时间分辨的主要原因。漂移时间和电荷灵敏放大器（ChargeSensitiveAmplifier，CSA）输出信号上升时间之间有明显的对应关系，利用三角成形和梯形成形信号的脉冲幅度比可测量上升时间，从而得到漂移时间。对脉冲幅...
事故容错燃料结构对导热性能影响的计算
事故容错燃料 热导率 热流密度 界面热阻
2022/3/28
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AnsysWorkbench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...
磁调制DCCT调制噪声及测量方法研究
磁调制 电流传感器 噪声抑制 直流电流互感器
2021/2/26
硬X射线自由电子激光装置要求电源输出电流分辨率优于2.5×10-6，因此，直流电流互感器（DCCT）的分辨率也必须高于以上指标，而降低DCCT调制噪声是提高其分辨率的重要方法。为降低调制噪声，本文提出了一种调制噪声的数学模型，导出了磁调制噪声的近似表达式，分析了调制噪声与相关因素的关系。同时提出了一种调制噪声的评估方法，该方法利用Matlab的periodogram命令获得噪声功率谱。利用数学模型...
钨（W）具有高熔点、高热导率和优异的抗辐照能力等优点，是未来聚变堆面向等离子体部件的重要候选材料。然而中子辐照后的纯W中会产生空洞超点阵，严重影响其服役性能。本文改进了辐照条件下纯W中空洞超点阵形成过程的相场模型，采用更合理的体系总自由能函数表达形式，且考虑了空间与时间上随机分布的辐照点缺陷的产生。模拟结果表明：辐照过程中，间隙原子的定向扩散及其与空位的相互作用是空洞超点阵形成的主要原因；间隙原子...
钨/铜界面处氢原子与空位相互作用的第一性原理计算
第一性原理 钨/铜界面 氢 点缺陷
2021/2/26
钨/铜界面是聚变堆偏滤器的重要连接界面，在高热流密度和强中子辐照下会成为氢同位素渗透滞留的高速通道和捕获陷阱。本文利用第一性原理方法研究了钨/铜界面处氢原子与点缺陷的相互作用，考察了氢原子的滞留行为和空位在界面处的形成行为，分析了氢原子的优先占据位置及氢原子与空位的作用机理。结果表明：在钨/铜界面中，氢原子稳定存在于钨/铜界面中间及铜晶格中；对于空位，界面附近的铜空位不稳定，会自发移动到钨/铜界面...