核武器的物理基础

 利用能自持进行的核裂变或核聚变反应释放的能量,产生爆炸作用并具有大规模杀伤破坏效应的武器,总称为核武器。其中,利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的武器,叫裂变武器,通常称为原子弹。利用重氢（（₁²）H,即氘）或超重氢（（₁³）H,即氚）等轻原子核的热核反应原理制成的武器,叫热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。以高能中子辐射为主要杀伤因素的低当量小型氢弹,称为中子弹。 一、原子弹 铀235、钚239这类重原子核在中子轰击下,会分裂为两个中等质量数的核（称为裂变碎片）,同时放出2-3个中子和约2.9×10^-11J的核能。     

热中子反应堆与核电

 一、 前言
1939 年德国科学家哈恩发现了重核的自发裂变,从此开始了原子能时代的新纪元。这个发现证实了核裂变伴随着大量能量释放的预言,此后又发现每个原子核裂变会放出几个中子。使得自持链式反应成为可能。如²³⁵U 吸收一个中子后,铀核的激发能增高而变得极不稳定,很快裂变成几个碎片,以碎片动能的方式放出能量。核裂变除放出碎片外,还放出2～3 个中子,例如²³⁵U 平均放出2.43 个中子,²³⁹Pu 平均放出2.92 个中子。如果这些中子中至少有一个中子去轰击铀核或钚核,就实现了所谓的自持链式反应。     

宇宙射线μ子辐射成像与反恐

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家,在2003年3月Nature登载的一篇题为《宇宙射线μ子辐射成像》（Radiographic Imaging with Cosmic-ray Muons）的简讯中宣称,模拟和实验研究表明,作为天然本底的宇宙射线μ子可用于探测隐藏在集装箱中的核材料,立刻引起世界上许多研究者的兴趣。因为从已知的核材料走私事件和学者的分析来看,恐怖主义者购买或制造核武器进行核恐怖袭击是完全可能的,而且不容忽视。铀和钚是核武器的原料,理论上讲,4千克钚就可制成原子弹,     

用原子在超精细塞曼态中的的光学极化来分离正／仲分子：Ⅱ检查^23N2

分离核自旋正和仲分子的新方法（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．１９９８，Ａ５７：３７５３）被应用于＾２３Ｎａ２的分离。热管炉内的＾２３Ｎａ原子用光泵技术准备在由电子和核自旋定义的单一精细塞曼能级。＾２３Ｎａ２分子的激光诱导荧光光谱揭示出不仅浓缩了正＾２３Ｎａ２与仲＾２３Ｎａ２的比，而且还大幅度地提高了总分子数量。这些结果支持了我以前进出的机制：由精细塞曼态准备的原子改变了原子－分子体系的热力学平衡。（１）分子密     

蒙卡程序计算临界基准题测试检验ENDF/B-VIII.0核数据库

采用MCNP程序和ENDF/B-VII.1，ENDF/B-VIII.0核数据库，对119个模型构成的临界基准题进行了临界计算测试检验。此临界基准题模型包含233U、高浓铀、中浓铀、低浓铀和钚材料的临界实验系统，中子能量覆盖了快中子、中能中子和热中子能谱。采用ENDF/B-VIII.0核数据库的计算有效增殖因子k_eff结果与基准实验结果相对偏差的均值和标准差分别为?68.98×10?5和407.88×10?5，检验计算k_eff结果与基准实验结果的偏差与基准实验不确定度比值在1σ（σ为标准不确定度）以内、1σ～3σ区间和大于3σ的数量分别为107，9和3个；将此结果与相同条件下ENDF/B-VII.1核数据库的计算结果进行了比较，表明ENDF/B-VIII.0核数据库对临界计算更准确，与实验模型结果符合更好。     

热丝法气相沉积纳米金刚石薄膜

纳米金刚石薄膜的沉积实验在自行研制的热丝化学气相沉积系统上完成。基体为金刚石微粉研磨和酸蚀后的硬质合金片，反应气体为CH4和H2混合气，V（CH4）：V（H2）=1％-4％，基体温度800-1000℃，沉积时气压为0．8～2．0kPa。SEM观察表明，影响金刚石膜的表面形貌及粗糙度的关键参量是基体温度、反应气压及含炭气体的浓度，这些参数都会影响到薄膜的纯度、结晶习性和晶面完整性。沉积纳米金刚石薄膜工艺是通过高密度形核以及抑制金刚石膜在沉积过程中的晶粒长大来实现的。     

模具钢表面激光毛化工艺的试验研究

以模具工业45^#钢摩擦学设计及性能要求为基础，分析了激光毛化模具钢表面形貌的形成机理及其关键的影响因素。采用灯泵浦Nd：YAG脉冲激光器在试样表面进行激光毛化工艺试验，获得了合理的激光毛化参数范围：激光峰值功率0．8～1．6kW，离焦量-1．4～-0．4mm、＋0．4～4-1．4mm，辅助气体压力〉0．2MPa，脉宽1．8ms。采用功率增益和氧气保护，可加工出预先设定的微火山口状毛化形貌。微凹坑形貌的成功获得对于提高拉伸模具的摩擦磨损性能，进一步掌握激光毛化参数与材料的作用规律，提供了有效的数据参考。     

铀氢真空原位反应

利用俄歇电子能谱（AES）和二次离子质谱（S1MS）分析了金属铀试样在H2气氛中的初始表面反应。虽然，将铀在H2气氛中加热，可制备出UH3化合物，在523K时该反应是非常迅速的，并能使金属完全反应，由于H2是非常小的分子，它容易透过氧化膜扩散进入金属体内从而形成UH3。但是，UH3在高温是不稳定的，当温度升高后，UH3将分解成U＋3／2H2，而H2会从铀中扩散出来。     

自辐射场下UO3分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势（Relativistic Effective Core Potential）和6-311+G(d)基组，采用优选的密度泛函B3P86方法，研究了铀本身产生自辐射场（-0.005～0.005a.u.）作用下UO3基态分子的最高占据轨道（HOMO）能级EH、最低空轨道（LUMO）能级EL、能隙Eg、费米能级FL和谐振频率ν．结果表明：UO3分子在自辐射场中的谐振频率ν2(b1)、ν3(a1) 、ν4(a1) 和ν6(b2)与实验值151.5 cm-1、186.2 cm-1、745.7 cm-1和852.6cm-1基本吻合．EH随自辐射场的增加而减少，EL随自辐射场的增加而增大，Eg始终处于增大的趋势，费米能级FL上升，占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态，UO3分子在自辐射场中更趋于稳定，可以阻止O2、H2等扩散到表面内层而腐蚀铀表面，有利于了铀在自辐射场中抗腐蚀．     

888nm LD泵浦Nd：LuV04倍频绿光激光器

报道了采用888nIn的激光二极管（LD）泵浦Nd：LuVO4晶体得到1066nm的激光输出,其对应能级跃迁为4F3／2→4I11/2。在注入的泵浦功率为18．2W时,获得了11．3W的近红外1066nm激光输出;然后采用非线性晶体LiB。O。（LBO）进行腔内倍频,获得了533nm的绿激光输出,输出功率为4．3W,其光-光转换效率为23．6％,光束质量因子为M2=1．3,4h功率稳定度优于3．7％。     

化学环境能否影响核的性质

日本Tohoku大学和国立横滨大学的科学家们在Ohtsuki博士的领导下进行了一项新的实验，他们将铍-7原子核安置在碳-60分子内，这时铍-7核的衰变寿命会发生1％的改变．这是一个由于化学环境的改变而引起核衰变寿命显著变化的结果．过去也作过类似的研究，但最好的结果是使核衰变寿命改变了0．15％．所以新实验显然给出了核衰变寿命的最大的改变．     

蒙卡程序计算临界基准题测试检验ENDF/B-Ⅷ.0核数据库

采用MCNP程序和ENDF/B-Ⅶ.1,ENDF/B-Ⅷ.0核数据库,对119个模型构成的临界基准题进行了临界计算测试检验。此临界基准题模型包含²³³U、高浓铀、中浓铀、低浓铀和钚材料的临界实验系统,中子能量覆盖了快中子、中能中子和热中子能谱。采用ENDF/B-Ⅷ.0核数据库的计算有效增殖因子keff结果与基准实验结果相对偏差的均值和标准差分别为-68.98×10^-5和407.88×10^-5,检验计算keff结果与基准实验结果的偏差与基准实验不确定度比值在1σ（σ为标准不确定度）以内、1σ～3σ区间和大于3σ的数量分别为107,9和3个;将此结果与相同条件下ENDF/B-Ⅶ.1核数据库的计算结果进行了比较,表明ENDF/B-Ⅷ.0核数据库对临界计算更准确,与实验模型结果符合更好。     

HL-2A装置多道远红外激光干涉仪

目前国际上大中型磁约束装置基本运行在n0～（10^19～10^20）m^-3高密度区，加之装置的大尺寸结构和窗口限制，作为主要干涉诊断光源是在0．1～0．5mm波长范围的FIR激光波段，因为该波段的激光束具有较小的折射效应（折射角αm∝cn0λ^2）。FIR波段激光辅助诊断有多方面应用：（1）FIR激光干涉测量等离子体电子密度及其时-空分布，多数大中型装置都有这种诊断；（2）FIR激光偏振／干涉仪测量电子密度分布同时可获得极向场分布进而推演出电流密度分布（或q分布）；     

XRF聚酯薄膜-薄纸法测定铀铌合金的铌量

选用U3O8(纯度99．9％)和Nb(纯度99．96％)做基准物质，HF HCl溶解基准物质，配制七个铌含量为1％～8％的U-Nb标准溶液(每个样品中U Nb,总量15～20mg)，将其加热、浓缩至约0．5mL，分别滴加于粘贴在聚脂薄膜上的餐巾薄纸(φ20)上，置于红外灯下缓慢烘干，待测。将制备完毕的聚脂薄膜-薄纸标样平整地放于能量色散X射线荧光分析仪的样品盘上，测得各聚脂薄膜-薄纸标样中ULα和NbKα能峰的净强度。采用最小二乘法对标样中铌、铀的含量比与相应的特征X射线强度比进行线性拟合，     

激光烧蚀Al热原子与CF4反应中C2的形成及其发光光谱研究

脉冲激光烧蚀金属平面铝靶产生的热原子与气相CF4碰撞反应中，在400—600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱，它们可归属为Swan带的d3Πg-a3Πu跃迁中Δv＝２，1，0，-1，-2五个振动序列（v'≤6）.光谱强度分析表明，C2激发态的振动温度达6340K左右.与激光烧蚀Al＋O2反应生成AlO的实验结果以及激光烧蚀Cu＋CF4的光谱比较，对比Al(2P1/2-2S1/2,3944nm）和C2的d—a跃迁（0—0）带带头（5165nm)的飞行时间轮廓，认为激发态的Al(2S1/2)原子通过 关键词： 激光烧蚀 发光光谱 C2分子     

过期《光谱实验室》期刊免费赠送启事

本部尚有一些过期（2007及以前）的期刊，凡同行中有需要者均可免费赠送，但邮费（含包扎费和人工费）自付，每6本（不同期）为1个单元，约重2．0-2．5kg，收费（可用邮票支付）15元。     

广岛长崎原子弹爆炸的回顾与反思

 1945年8月6日,美国一架B-29战略轰炸机在日本广岛上空投下了第一颗原子弹,8月9日又在长崎投下第二颗原子弹,至今已整整60年了。原子弹的使用尽管迫使日本于1945年8月15日宣布无条件投降,结束了第二次世界大战。但是并未为人类赢得永久的和平,相反地却把世界带进了原子战争的时代,笼罩在广岛长崎上空的原子弹烟云,绵延到整个世界,核武器从此开始威胁全人类。一、原子弹的物理基础原子弹是利用原子核裂变反应瞬时释放巨大能量的核武器。其基本原理是:铀235、钚239等重核在中子轰击下发生裂变反应,这一过程同时放出2～3个中子和200MeV的能量（相当于3.2×10¹¹焦耳）。     

自由基CH（X^2П，α^4∑^-）的光谱数据从头算研究

用分子轨道从头算方法，对CH自由基的基态（X^2П）和低激发态（α^4∑^-）的光谱数据进行了计算。计算结果表明，在基态CH（X^2П）时。在QCISD（T）／6-311G＋＋（3df．3pd）水平上．计算所得的键长R=0.1120981nm，偶极矩μ=1．5891 Debye，υ=2845．43cm^-1均与实验值相吻合，在B3PW91／6-311G＋＋（3df，3pd）理论水平上，计算的基态能量为-38．496143Hartree。误差仅为0．22％；对低激发态CH（α^4∑^-），使用含时的密度泛函方法（TDDPT）和大基组6—311＋＋G（3df，3pd）计算所得的R=0．1094nm，垂直跃迁能量为0．926eV，均与实验结果有较好的吻合。     

化学与化工学科研究进展

化学与化工学科是我院的主体学科之一，其内容主要涉及核化学与核化工、含能材料化学、有机化学与高分子化学、电化学和环境化学与环境工程等领域。核化学与核化工领域主要包括放射化学、氢同位素化学与氚工艺、铀（钚）化学及其与核能释放相关的材料化学。含能材料化学主要涉及炸药的设计、合成、加工号『生能研究。有机化学与高分子化学主要开展激光聚变靶材料的制备、性能检测与应用研究，还包括武器用结构材料的结构与性能研究。电化学主要开展长寿命热电池的应用研究。在环境化学与环境工程领域，主要涉及环境监测与评价、“三废”处理技术以及核设施退役技术的研究与应用。     

La1．89Ce0．11CuO4／La0．7Ca0．3MnO3异质结的原位制备及输运性质研究

采用脉冲激光沉积方法，在SrTiO3（STO）基片上原位制备了电子型掺杂高温超导体La1．89Ce0．11CuO4（LCCO）与超大磁电阻（CMR）材料La0．7Ca0．3MnO3（LCMO）异质结．使用X射线衍射和透射电镜分析，表明异质结是c轴取向外延生长．LCCO层的超导转变温度了TC0是18．5K，LCMO层的金属一绝缘转变温度为195K．我们研究了这种异质结的界面微分电导，得到LCCO的能隙大小是4．2meV．