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核技术 [Nuclear Techniques]

基本信息

  • ISSN:0253-3219 31-1342/TL(EISSN)
  • 语种: Chinese;
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出版信息

  • 出版时间:1978-
  • 出版者:中国科学院上海应用物理研究所和中国核学会
  • 出版格式:
  • 主题: 报道核科学与技术研究领域的科学发现、技术创新和重要成果,激励科学家和工程师知识的交叉增值;
  • 总访问量:66680次
  • 电子加速器光中子源生产医用同位素的模拟研究

    关键词: 光核反应; 中子源; 电子直线加速器; 医用同位素;

    提交时间: 2024-03-25

    摘要:光核反应和紧凑型中子源是生产医用同位素的新兴工具,东华理工大学(ECUT)正在建设一种电子加速器驱动的光中子源(ECANS),用于医用同位素生产研究。本文在分析W- 100Mo光中子源的中子产额及99Mo产量的基础上,建立了中子能量调节层和中子反射层组成的放射性同位素产生模型,对不同天然氧化物材料(MoO3、Lu2O3、Y2O3)进行了放射性同位素的产生模拟及伴生产物分析,探讨了光核反应中子源生产医用同位素的可行性。研究结果显示,在高富集100Mo靶材中99Mo同位素的产量为54.1 Ci/day,在氧化物靶材中99Mo的产量为17.4 Ci/day、177Lu的产量为18.2 Ci/day以及90Y的产量为57.0 Ci/day。此外分析了天然氧化物在辐照条件下放射性杂质的含量,为后续分离纯化提供数据参考。

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  • 考虑气隙对矩形通道鼓泡工况流动传热行为的研究

    关键词: 板状燃料; 气隙鼓泡; 流动传热特性; 矩形通道;

    DOI:10.12074/202403.00295V1

    提交时间: 2024-03-21

    摘要:研究针对核反应堆板状燃料组件出现的鼓泡现象,利用Fluent软件进行了数值模拟研究,并对比了裂变气体鼓泡和以往研究中固体鼓泡的区别。研究发现:气体鼓泡会导致局部温度升高,鼓泡周围热通量密度提高3倍,但燃料板整体热通量变化较小;鼓泡的形成会使鼓泡局部换热能力提高约10%,鼓泡侧热通量提高4%左右;在高流速条件下,鼓泡的存在会导致燃料板两侧流体产生较大的压力差,使得燃料板发生变形,甚至堵塞流道。研究结果为板状燃料元件设计和安全评估提供了重要参考。

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  • 420℃环境下30MeV 107Ag5+离子辐照后核石墨的截面微区拉曼表征与缺陷演化规律研究

    关键词: 重离子辐照; IG-110核石墨; 微区拉曼光谱; 缺陷演化规律; 高温辐照; 截面拉曼成像;

    提交时间: 2024-03-20

    摘要:在第四代反应堆中,核石墨作为慢化体和反射体材料服役于高温和高通量的快中子辐照环境中。快中子辐照会在核石墨中产生大量的弗伦克尔缺陷对。这些缺陷经过湮灭、扩散、最终形成更大的缺陷团簇,从而改变核石墨的微观结构,进而改变核石墨的宏观性能。因此,研究核石墨在高温辐照条件下的缺陷演化行为和机理对提高反应堆安全性具有重要意义。本研究采用30 MeV的107Ag5+离子在420 ℃下辐照IG-110核石墨来模拟核石墨在快中子辐照过程中的缺陷演化行为。通过微区拉曼光谱对IG-110核石墨截面结构进行表征,并对比IG-110核石墨不同深度处的拉曼光谱特征参数和辐照损伤剂量之间的关系,研究IG-110微观结构随辐照损伤剂量(DPA, Displacements Per Atom)的演化行为。研究结果表明,随着注量的增加,核石墨拉曼光谱的特征参数D峰高度与G峰高度比值(ID/IG)、G峰半高宽(FWHM(G), Full Width at Half Maximum of the G peak)以及G峰的偏移量都显著增加。与58Ni5+辐照样品相比,相同辐照损伤剂量下, 107Ag5+辐照的石墨拉曼光谱的ID/IG和FWHM(G)更大。相同的FWHM(G)下,107Ag5+辐照的石墨拉曼光谱的ID/IG比58Ni5+辐照样品大。这些结果说明更重的重离子辐照会在核石墨中引起更高速率的缺陷积累,从而更快地导致石墨晶粒尺寸变小,并促进纳米晶化进程。

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  • 软X射线探测中阶梯型信号的处理电路设计与仿真

    关键词: 硅漂移探测器;

    DOI:10.12074/202403.00246V1

    提交时间: 2024-03-15

    摘要:在软X射线能谱探测中,采用硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)与复位型电荷灵敏前置放大器集成的一体化探测设备,其输出信号为包含射线能谱信息的阶梯型锯齿波。文章针对该设备产生的阶梯型锯齿波信号无法直接精确提取幅度信息的问题,提出了一种用模拟电路对该信号进行整形放大处理的方案,并通过Cadence软件仿真的方法,探究了此方案的可行性以及在该方案下影响能谱能量分辨率的因素。文章还通过对比不同噪声幅度输入时电路的输出信号,最终得到在相应的能量分辨率指标要求下前放输出信号噪声指标的最低要求。

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  • CAT-1偶极场超导磁体的悬浮控制与仿真

    关键词: CAT-1偶极场装置; 磁悬浮; 超导环; 悬浮控制系统;

    DOI:10.12074/202403.00043V1

    提交时间: 2024-03-03

    摘要:针对天环一号(CAT-1: China Astro-Torus 1)偶极场等离子体物理实验要求,装置要求中心漂浮超导线圈在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5hr,设计了超导托举线圈与中心漂浮线圈耦合系统的悬浮控制系统。为确保1200 kg、5 MA悬浮磁体稳定悬浮,完成了控制系统的Simulink模型建立和仿真,基于 Routh-Hurwitz稳定判据,研究了PID控制策略对稳定控制影响,确定了稳定控制参数选取的范围:当驱动托举线圈的电源响应频率应大于9 Hz,输出电流的误差小于0.1%时,理想条件下PD控制系统最有控制效果为延迟时间为0.0463 s、上升时间为0.1545 s、峰值时间为0.6283 s、调节时间0.0848 s、超调量δ=1.6,稳态误差err小于0.05 mm,为电源相应频率大于9 Hz,输出误差小于0.05%。结果表明:基于PID能够在较短的时间内将悬浮超导环在预设位置,且采用合适的启动方式情况下,可极大的降低电路的负载,并为悬浮超导悬浮偶极场装置的技术可行性提供有力支撑。

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  • 基于HI-13串列加速器的核天体物理研究

    关键词: 核天体物理; 次级束流线; Q3D磁谱仪; 天体物理S因子;

    DOI:dx.doi.org/10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.080002

    提交时间: 2023-09-04

    摘要: 中国原子能科学研究院核天体物理研究组在HI-13串列加速器核物理国家实验室建成了我国首条低能放射性次级束流线,产生了从6He到22Na等11种放射性核束,利用这些放射性束流通过测量逆运动学转移反应开展了一系列核天体物理重要反应的研究,另外还通过厚靶实验方法和电荷交换反应开展了天体物理相关重要核结构信息的研究。在串列加速器Q3D磁谱仪上,利用稳定束测量了许多单核子转移和α基团转移的角分布,基于渐进归一化系数(Asymptotic Normalization Coefficient,ANC)或谱因子方法得到了一系列天体物理关键反应的天体物理S因子和反应率,为元素丰度、天体模型等相关研究提供了重要实验依据。

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  • HI-13串列加速器运维35周年的实践与创新

    关键词: HI-13串列加速器; 运行维护; 关键部件研制; 子系统升级改造;

    DOI:dx.doi.org/10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.080005

    提交时间: 2023-09-04

    摘要: 北京串列加速器核物理国家实验室HI-13串列加速器(以下简称串列加速器)投入运行已有35周年的时间了。为了保持这台加速器的性能,运维团队以保障加速器的运行能力为中心,分别从攻克加速器关键部件研制、培养好运维人员队伍以及提高机时利用效率等几个方面开展了工作。其中,重点阐述了关键部件研制及子系统的升级改造。通过这些工作的开展,保持并提升了这台加速器的性能,加速器也处于良好的安全稳定运行状态。最后,指出了串列加速器所面临的问题及未来的发展规划。

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  • 空间单粒子效应加速器模拟试验技术及应用

    关键词: 空间辐射; 单粒子效应; 模拟试验;

    DOI:dx.doi.org/10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.080008

    提交时间: 2023-09-04

    摘要:空间环境中存在大量的高能粒子,单个高能粒子穿过航天器壳体轰击到电子器件,引发器件逻辑状态翻转、功能异常等单粒子效应,进而影响航天器的可靠运行和任务达成。基于地面加速器辐照试验模拟空间单粒子效应是评估电子器件在空间应用时发生单粒子错误风险的重要手段,只有其抗单粒子效应的指标符合宇航应用要求的器件才能在航天器中使用。航天器面临的空间辐射粒子主要是重离子和质子,它们诱发的单粒子效应也最为显著。开展宇航器件单粒子效应地面模拟试验主要依托重离子加速器和质子加速器,为满足单粒子试验需求,需要研发大面积束流扩束及均匀化、高精度束流快速诊断等技术,以及满足大批量试验任务需求的高效试验终端,重点介绍中国原子能科学研究院的基于加速器的重离子单粒子效应模拟试验技术、质子单粒子效应模拟试验技术和用于器件辐射损伤敏感区识别的重离子微束技术,以及上述技术在宇航器件单粒子效应风险评估中的应用。

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  • 基于北京串列加速器的若干核物理实验研究

    关键词: 不稳定原子核; 奇特结构; 核衰变; 核反应; 激光核谱;

    DOI:dx.doi.org/10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.080004

    提交时间: 2023-09-04

    摘要: 原子核是主要由短程相互作用制约的量子复杂多体系统,储存着宇宙间绝大部分可见的质量和能量。对原子核的研究,近百年来对人类的生存发展和国家的地位与安全产生了重大影响。过去几十年,短寿命放射性原子核的奇特结构现象不断被揭示,打破了人们对原子核结构的经典认知,开启了不稳定核(放射性核)结构研究的新领域。北京串列加速器核物理国家实验室在过去30多年为我国低能核物理实验提供了基础平台。北京大学实验核物理团队长期以来发展特色实验设备,在北京HI-13串列加速器上完成了系列核物理实验,在原子核奇特结构研究中取得了一批重要成果。本文将介绍团队基于北京HI-13串列加速器开展的几项代表性工作,如基于在束γ谱学的A = 70质量区Ge同位素形状演化研究,基于直接核反应实验的轻丰中子核集团结构研究,以及基于北京放射性束装置发展的共线激光谱设备和首次在线激光核谱实验等。

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  • 低能核反应及相关核结构研究进展

    关键词: 重离子核反应; 近垒能区; 奇异核结构;

    DOI:dx.doi.org/10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.080006

    提交时间: 2023-09-04

    摘要:中国原子能科学研究院核反应团队依托国内外的大科学装置,在重离子熔合-裂变机制、垒下熔合增强机制、奇特核反应机制、奇异结构和奇异衰变方面取得了多项原创性成果。本文对其中的代表性成果进行了简要回顾。主要包括:(1)系统调查了正Q值中子转移的耦合道效应,并提出了自洽的方法评估转移耦合的贡献,发现了异常的同位素效应;(2)提出了用高精度背角准弹散射方法抽取原子核的形变参数,确证了原子核存在十六极形变;(3)提出了用轻带电粒子的替代俘获反应方法,基于此方法给出了关键的239Pu(n,2n)反应截面;(4)系统考察了sd壳丰质子核奇异衰变谱学,发现了22Si的β缓发双质子衰变模式,并发现镜像核22Si/22O的β衰变中存在极大的同位旋不对称性,同时在26Si中发现了迄今为止最强的同位旋混合态;(5)系统研究了奇特核体系在近垒能区的反应机制,首次给出了实验证据表明经典色散关系不适用于中子晕核6He+209Bi体系,并对质子滴线核8B和17F的反应机制进行了细致考察。本文也对将来基于重离子飞行时间谱仪和北京放射性束流线可能开展的工作进行了展望。

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