全剥离离子94mRu44+的衰变研究

在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）上,用等时性质量谱仪首次研究了百微秒量级全剥离离子94mRu44+的衰变。94mRu44+由初级束流112Sn轰击Be靶产生,经过放射性束流线RIBLL2的筛选后注入到等时性设置的实验环CSRe中,并利用安装在实验环中的飞行时间探测器测量离子在CSRe中的循环周期。94mRu44+退激引起的质量改变会带来其循环周期的变化,由此直接观测到了94mRu44+退激到基态的过程。确定了本次实验中衰变事例探测的灵敏区间,并讨论了衰变发生时刻的测量精度。同时,测量了短寿命核素94mRu44+的质量,其半衰期约为100 μs,这是目前储存环质量谱仪测量的最短寿命核素的质量。The decay of the fully stripped ion 94mRu44+ in the order of one hundred microseconds has been studied for the first time by using the Isochronous Mass Spectrometry (IMS) at the HIRFL-CSR facility in Lanzhou. 94mRu44+ was produced via projectile fragmentation of a 112Sn primary beam bombarding on a 9Be production target. After the in-flight separation with RIBLL2, the ions were injected into the experimental ring (CSRe) and then stored there. The revolution times of the stored ions were measured by a Time-of-Flight (TOF) detector. Due to the mass change of a 94mRu44+ ion caused by its de-excitation to the ground state, hence the revolution time change, the decay process of 94mRu44+ could be directly observed in the CSRe. The sensitive window for detection of the decay events and the measurement precision of the decay time have been determined in this work. At the same time, we measured the mass of short-lived 94mRu44+ with the half-life about one hundred microseconds, which is the shortest among nuclides that have been studied by using storage-ring mass-spectrometry.     

引入泽尼克多项式的极大似然盲解卷积算法初值的优化选取

为提高图像盲复原处理效果,提出了经验法、拟合高斯点扩散函数法,以及符合Kolmogorov谱函数的初值选取方法等三种初值选取方法。引入泽尼克多项式参量化表示点扩散函数,应用极大似然迭代盲解卷积算法对模拟模糊图以及木星观测图进行了复原处理。计算结果表明,符合Kolmogorov谱函数分布的初值方法以及拟合高斯点扩散函数方法得到的图像复原结果较好。     

阵列式康普顿相机GEANT4模拟与图像重建及优化

出于对放射性核素各种应用和安全的考虑,需要性能良好的康普顿相机。通过蒙特卡罗方法模拟了双层阵列式康普顿相机,散射探测器材料为Si,吸收探测器材料为CZT（碲锌镉）。利用反投影图像重建算法进行了图像重建,采用极大似然法对重建结果进行优化,有效地提高了重建图像的分辨率。当放射源与探测器距离100 mm时,经过10次极大似然法迭代计算,位置分辨率与角分辨率分别达到5.1 mm与7.3。检验了极大似然法对于康普顿相机放射源图像重建的优化作用。     

基于微区统计特性的数字散斑相关测量亚像素位移梯度算法

提出了一种形式简单、求解快速、稳定性好和精度高的用于数字散斑相关方法亚像素位移求解的微区梯度算法。介绍了算法原理,并给出了四种不同模式的算法公式。采用模拟图像,介绍了四种模式在计算时间、计算子窗口时对结果的影响,并对适用范围和求解精度等方面进行了分析对比。最后的计算实例验证了算法的可行性和优越性。     

线型优化最大熵线性预测方法自回归模型三种求解方法的比较

采用三种方法：修正协方差法MCOV(Modified Covariance Method)、递推极大似然估计法RMLE(Recursive Maximum Likelihood Estimator)和伯格法(Burg Method)求解线型优化最大熵线性预测方法中的自回归模型系数,并且在不同求解方法情况下,将阶次、信噪比对光谱复原的影响作了详尽的比较.研究结果表明:在线型优化最大熵线性预测方法的自回归模型系数三种求解方法中,修正协方差法要优于递推极大似然估计法和伯格法.     

变阈值检测对无扫描距离选通激光雷达探测概率的影响

根据无扫描成像激光雷达光电阴极输出光电子计数分布满足泊松统计的特点,由极大似然估计方法,给出判定是否接收到回波的似然比判据阈值的计算方法。并针对典型无扫描距离选通成像激光雷达情况,给出了系统探测概率、虚警概率和漏警概率的近似计算方法,并采用蒙特-卡罗模拟方法进行验证。分析了系统阈值对探测概率的影响,并提出变阈值的方法提高探测系统探测概率。而受系统硬件的限制,在满足探测要求的情况下,尽量缩短探测距离和减少探测器像素数,增加接收目标的有用信号光子数,并同时根据极大似然估计法来确定阈值,达到提高探测概率的目的。     

采用非局部主成分分析的极大似然估计图像去噪

本文提出一种采用非局部主成分分析的极大似然估计去噪方法.首先采用非局部主成分分析算法来计算像素邻域间的灰度值和纹理结构相似性,然后通过极大似然估计方法估计最优复原图像.本方法使用非局部主成分分析克服现有局部性去噪方法模糊边界等缺陷,引入极大似然估计方法来改进现有非局部均值的简单加权均值去噪处理,从而提高对图像细节信息的...     

采用非局部主成分分析的极大似然估计图像去噪

本文提出一种采用非局部主成分分析的极大似然估计去噪方法.首先采用非局部主成分分析算法来计算像素邻域间的灰度值和纹理结构相似性,然后通过极大似然估计方法估计最优复原图像.本方法使用非局部主成分分析克服现有局部性去噪方法模糊边界等缺陷,引入极大似然估计方法来改进现有非局部均值的简单加权均值去噪处理,从而提高对图像细节信息的复原能力.最后分别使用本文方法、非局部均值和局部极大似然估计三种去噪方法,在不同噪音大小和不同几何纹理复杂度的图像中进行定性和定量的去噪实验.结果表明,本文方法可在保持图像细节和纹理信息的情况下有效去噪,较之现有方法效果更好.     

一种基于积分直方图的粒子滤波跟踪方法

用积分直方图技术提出了一种低复杂度的粒子滤波跟踪方法和基于积分颜色直方图的观测似然模型.采用积分方向直方图建立一个检测响应图,用其上的观测信息构建建议分布函数,在状态空间中似然概率较大的子空间中进行粒子采样.仿真结果表明,在采用大量粒子跟踪大目标时,提出的跟踪方法的计算复杂度明显低于直方图直接提取的粒子滤波方法, 而且在光照变化的条件下,比采用传统颜色Mean-Shift的跟踪方法准确.     

核作用平均自由程测量中的数据处理

本文讨论了测定核作用平均自由程的实验中的数据处理方法. 采用最大似然法得出了几种不同实验情况下核作用平均自由程的估计式及其标准误差估计式. 蒙特卡洛模拟的结果表明, 在统计量不大的情况下, 最大似然估计值比常用的最小二乘拟合值更精确.     

Time variation of fluorescence lifetime in enhanced cyan fluorescence protein

The lifetime variations of enhanced cyan fluorescence protein (ECFP) in relatively short integration time bins were studied via time-correlated single photon counting (TCSPC) measurement. We observed that minimum photon counts are necessary for the lifetime estimation to achieve a certain range of variance. The conditions to decrease the variance of lifetime were investigated and the channel width of the measurement of TCSPC data was found to be another important factor for the variance of lifetime. Though the lifetime of ECFP is best fit by a double exponential, a mono exponential fit for the same integration time is more stable. The results may be useful in the analysis of photophysical dynamics for ensemble molecules in short measurement time windows.     

光学窗口电磁屏蔽性能分析与验证

为分析不同基底材料光学窗口电磁屏蔽性能,以Kohin的等效薄膜模型为基础,考虑电磁波在材料2个界面中的多次反射和折射,得到电磁波界面反射系数,利用matlab编写程序计算相同网栅、不同厚度、不同材料的屏蔽效率曲线,分析了厚度和材料对光窗屏蔽效率的影响。为验证仿真数据的准确性,在ZnS基底上制作了周期为500 μm、线宽为15 μm,电阻≤20 Ω的测试样片,测试其在8 GHz～18 GHz频段的电磁屏蔽效能。通过对比可看出:测试与理论计算数据较符合,误差约为2 dB～4 dB,计算数据可以预估光学窗口电磁屏蔽性能,为后续的设计工作提供参考。     

利用空间外差光谱技术进行紫外高分辨率大气散射信号探测

羟基OH对于人类理解中间层化学成分非常重要,它是大气光化学反应中重要的氧化剂,OH在308 nm波段受到太阳能量激发,发射出OH A2Σ＋-X２Π（0,0）荧光信号。为了探测中间层大气中OH自由基的紫外共振荧光发射信号,从复杂背景信号中分离目标信号,研制了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪,光谱范围为308.2～309.8 nm,光谱分辨率为0.008 25 nm。临边观测主要探测大气散射信号,能量来源为大气中的粒子,包括大气分子与气溶胶、云等对太阳能量的散射作用。中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪基于空间外差光谱技术,可以在设计的闪耀波长范围内获得极高的光谱分辨率,适用于大气成分的精细探测。通过在前置或后置光学系统中加入柱面镜,总视场内的场景被分成多个视场切片,每一个视场切片的干涉图分别成像到对应的探测器行上。利用空间外差光谱仪具有空间维分层成像功能,临边观测时可以同时获取不同高度层大气吸收光谱的散射辐射信号,无需像传统临边探测遥感器在不同高度层进行扫描来获取大气高度维的廓线信息。为了验证中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的临边散射信号探测能力与对观测几何的敏感性,进行了地面临边观测实验,探测紫外308 nm波段大气散射信号。模拟临边观测几何,选取晴朗无云的一天,在空旷场地对大气散射信号进行观测。由于仪器基于空间外差光谱技术,需要对干涉数据进行干涉误差修正与光谱复原。对一段观测时间内间隔10分钟的干涉数据进行光谱复原并定标,得到最终临边观测光谱。由于散射信号的主要来源为大气分子对太阳光的散射作用,因此光谱中应包含太阳光谱高分辨率精细特征信息。从高分辨率太阳光谱中选取三个特征信息窗,分析观测光谱中对应波段,三个特征信息窗完全匹配,验证了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的超高分辨率光谱探测能力和光谱精细信息提取能力。将太阳辐射计实时测量获得的气溶胶光学厚度及根据观测时间计算的太阳天顶角与太阳方位角输入辐射传输模型SCIATRAN,结合对应日期与经纬度的大气廓线数据库,得到模拟光谱,将实测结果与辐射传输模型结果进行比对,两者残差较小。实测结果与模拟结果存在的残差,可能是由于大气环境参数并没有完全符合实测状态,后续可使用当地实时温湿压廓线对模拟数据库进行替换,使辐射传输模型更接近实际状态。与辐射传输模型对比的结果验证了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的散射信号探测能力与对观测几何的敏感性,验证了在轨探测多谱段、宽谱段大气散射光谱与OH目标信号的可行性,为在轨探测OH目标信号提供了理论与实验基础。     

基于脉冲复制的单脉冲激光对比度测量

为测量超短单脉冲激光的时间波形以及对比度信息,基于三阶强度相关原理,结合光脉冲复制技术,提出了基于脉冲复制的测量方法。对测量原理进行了详尽的理论分析。利用分步傅里叶和龙格库塔数值计算方法对测量方案做了模拟验证。基于脉冲复制的测量法能同时进行多窗口测量。通过拼接测量时间窗口,可以有效解决测量分辨率与测量时间窗口不能兼顾的问题,同时实现大时间窗口和高分辨率测量。通过将主脉冲与预脉冲分离到不同的测量窗口,避免了梯度衰减片的使用,且具有高对比度测量能力。     

同位素Tl-201的单光子发射CT影像的康普顿散射校正

给出一种基于康普顿散射理论的Tl-201 SPECT影像的散射校正方法,此方法仅考虑一次散射和二次散射的影响.计算中将散射介质分成散射小元,然后积分求出每一小元内所有电子的散射光子数,一个电子的散射几率由Klein-Nishina公式确定,散射光子被分配至散射小元中心对应的探测器接收孔位置.辐射源的奇点问题也通过这种积分方法解决.误差主要来自于计算中有限的散射元体积和受限制的散射介质,但计算的线源响应函数和散射比与Monte Carlo计算结果相符,计算时间缩短40倍.     

水下爆炸冲击波数值仿真研究

由于在水下爆炸冲击波的数值仿真研究中,水的状态方程、人工黏性系数和网格尺寸对数值计算结果影响很大,采用常规TNT炸药的水下爆炸为例,以冲击波的峰值压力和比冲量为衡量指标,研究了这3个主要影响因素对数值仿真结果的影响。首先,通过采用常用的5种水的状态方程进行系列仿真,给出了各种状态方程的适用范围;其次,讨论了人工黏性系数对计算结果的影响,并给出了一次与二次人工黏性系数的建议取值范围;最后,通过对不同炸药当量及不同网格尺寸开展系列运算,从而得到不同炸药当量在满足工程计算精度要求下所对应的建议网格尺寸,并得到了不同炸药当量所对应的建议网格尺寸的表达式。     

A non-iterative partial discharge source location method for transformers employing acoustic emission techniques

Partial discharge (PD) causes premature insulation failure of transformers. It is essential to detect PD to avoid unwanted failure of transformers. Only detection of PD is not sufficient for a transformer of huge size, unless it is possible to locate. Acoustic partial discharge measurement is advantageous for PD source location. There are different algorithms for PD source location. These are iterative and require large number of acoustic emission (AE) sensors. This paper presents a non-iterative source location algorithm employing four AE sensors. This algorithm is applied to experimental data. Proposed algorithm is also applied to published data and compared with existing iterative methods. Main error for source location is due to arrival time calculation. In order to reduce the error in AE signal arrival time calculation, different arrival time calculation methods are discussed and a comprehensive method is proposed. By applying these methods, arrival time is calculated from measured signal.     

为什么入射波和散射波间的干涉不能忽略

从概率和粒子数通量这两方面证明,如果入射波不受光阑限制,则入射波和散射波间干涉的影响不能略去。     

X射线散射对面密度测量结果影响的数值模拟研究

定性分析了X射线散射对面密度测量结果的影响,给出了面密度测量结果偏差的评估表达式。利用蒙特卡罗方法数值模拟了不同照相布局、不同光源能量和不同材料类型情形下X射线散射对测量结果的影响。模拟结果表明:在无防护窗情形下,被测物自身散射将导致测量结果偏小;在有防护窗情形下,前窗散射对测量结果的影响不大,后窗散射对测量结果的影响与接收介质离被测物的距离有关,具体表现为距离越小影响越大;在一定光子能量范围内,光源能量越低散射导致的测量偏差越大;被测物的原子序数和密度越大,散射导致的测量偏差越大。     

核废物桶分层γ扫描点源衰减校正方法北大核心CSCD

采用Matlab数据拟合方法及数值计算方法给出校正后的衰减距离。通过Monte-Carlo模拟密度为1.0 g/cm3的聚乙烯材料均匀填充的放射性废物桶,在7个不同的旋转圆周上每隔30°模拟一次探测器计数,得到137Cs点源在桶内7个不同旋转半径上旋转一周的探测器计数,以贡献率较大的部分区域计算给出校正后的平均衰减距离。实验结果显示,通过此方法得到的活度相对误差在0.6%~25.2%之间,相对于传统以桶半径为固定衰减距离计算的结果(相对误差11.8%~209.9%),误差得到明显降低。说明此方法对提高核废物桶中点源活度估计的准确度是有效的。