由58Fe 和209Bi 熔合后的相关衰变过程得到的109号元素的证据

本文报导了合成109号元素的实验。用能量为4.95,5.05和5.15MeV/u 的~(58)Fe 束轰击~(209)Bi 靶,研究了全熔合产物衰变模式的特性。总辐照剂量为7×10~(17)粒子。所用的实验方法是:用静电场速度过滤器在飞行过程中分离向前方向成峰的反应产物,经过飞行时间装置后注入到位置灵敏固态探测器中,测量其动能,估算出质量、入射的时间和位置。以所有的出射粒子的能量和时间来记录很有限的反应产物发生级联α粒子和(或)自发裂变的继发衰变。在5.15 MeV/u 时的一个特别的衰变过程是:在5ms 和22ms 先分别发射两个α粒子,最后,在13s 后发生自发裂变。第一个α粒子的动能为11.10±0.04MeV。对各种可能的解释进行了详细的分析,例如纯属偶然的信号相关,转移反应产物的衰变和从能量上看允许的余核蒸发等。最后表明质量数为266的109号元素的同位素、即全熔合后的单中子蒸发道、从统计的观点看是最好的指定。本文同时也讨论了合成新元素的前景。     

ADS注入器Ⅱ热冲击损伤研究(英文)

由于束流脉冲无法控制而引起直线加速器的热冲击损伤是造成加速器无法完成聚束及偏转的主要因素,而对热冲击进行定量的热应力评估可以有效地避免RFQ、超导腔以及其他加速元件等加速器设备的损伤,这在研制强流直线加速器的过程中至关重要。本研究引用一种新颖的计算方法定量分析整个注入器的热冲击损伤并明确了三种不同材料高纯铌、无氧铜和不锈钢对应的加速器件的热冲击的特征。基于有限元方法对瞬态热应力进行分析,得出三种不同材料对应的加速器件在入射角度为90度时的温度分析结果。对于所研制的注入能量低于10 MeV的强流直线加速器来讲,得到可允许的入射时间为20μs。     

跨越三个世纪的公案——谁先发明了电话?

简单介绍了电话的发明者安东尼奥·缪西(Antonio Meucci)发明电话的经历.经验和教训都说明:科学研究与发明创造都是只有第一,没有第二的竞赛;但是对发明创造而言,创新性和实用性的结合才更有价值,而及时、有效的知识产权保护不仅是对自身价值的确立,也是一种社会责任的体现.一个个案的公正是重要的,更重要的是一个制度的公正,只有社会形成保护首创、尊重第一的氛围与制度,才能鼓励后来者不断创新,保证我们生活于其中的社会的进步.重新确立缪西的电话发明的优先权,体现的正是人类尊重创新的精神和情感及价值标准.     

中能重离子碰撞中参与者区域的粘滞系数与熵密度之比(英文)

在同位旋依赖的量子分子动力学(IQMD)和Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck(BUU)的框架下研究了重离子碰撞过程中核物质的剪切粘滞系数与熵密度的比值。用不同的方法提取了剪切粘滞系数(η)、熵密度(s)和其他相关的物理量。随着碰撞能量的增加,粘滞系数和熵密度的比值在BUU模型中逐渐趋于一个饱和值而在IQMD模型中出现了一个极小值,认为这个局域的最小值或饱和值对应于中能重离子碰撞中发生的核物质液气相变现象。     

圆周运动公式的圆周图示记忆法

匀速圆周运动是曲线运动章节的教学重点．现行高中及中专教材均以两节的篇幅来讨论这种运动．一节是建立匀速圆周运动的概念,引入描述匀速圆周运动快慢的4个量,即周期(T)、频率(v)、角速度(ω)、线速度(v),并讨论这4个量的关系．另一节则从受力的角度讨论圆周运动的向心力及向心加速度．共涉及6个量．由于这6个量之间彼此存在一定的关系,这就使圆周运动具有较多的公式．如果学生能熟练掌握这些公式以及它们之间相互关系的规律,解题就能     

趣谈球类运动的物理

文章集中在球类运动中球的飞行和滚动所涉及到的物理.选择了几个人们可能感兴趣的问题,如表面粗糙度和尺寸对球飞行的影响,弧线球和飘球的成因,投篮的角度和速度,斯诺克球台的库高和保龄球球道上油的作用,做了定件或半定量的讲述.文章作者认为,物理研究有助于运动水平的提高,在物理教学中也有助于激发学生的学习兴趣.     

ADS注入器Ⅱ超导磁铁电源控制器的设计

针对加速器驱动次临界系统(ADS)注入器Ⅱ对超导磁铁电源系统的要求,设计了一款主要由光纤模块、数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)相关电路组成的高稳定度的超导磁铁电源控制器。提出了一种基于数字电位器(DCP)与现场可编程门阵列(FPGA)所组成的DAC,该DAC可以实现高稳定度的超导磁铁电源的控制,电源电流值通过该DAC给定,其电压给定输出稳定度优于2×10-5,完全满足超导磁铁电源系统5×10-5量级的稳定度要求。最后给出了系统的实际测试数据,验证了设计的合理性和使用的可靠性。     

物理所光学研究的历史和现状

光学是物理所最早设置的学科方向之一,伴随物理所的发展历史,取得过许多重要的成就.文章在回顾与光学相关的这段历史的基础上,概述了物理所人在光学领域所取得的主要学术成就及人才培养和队伍建设情况,最后简要介绍了目前开展的研究工作,浅析了进一步发展所面临的不足和对策.     

主动中子多重性法估算铀材料质量的不确定性（英文）

近年来,国际社会对核材料保护、控制和衡算日益加强。对不明材料损失量(MUF)的关注逐渐提升。铀材料质量不确定性测量在估算铀材料生产量中扮演重要角色。由于铀材料自发裂变相对较弱,主动中子多重性法被应用于估算铀材料质量。通过拟合对不同系列铀金属壳的数值模拟结果,获得了描述铀材料质量与主动中子多重性特征之间的算法和参数。得到的关系表明,可以通过分析不同重数中子多重性探测结果获得铀部件的质量。对不同探测条件下的模拟结果的定量分析,确定了探测系统设置对铀质量估算的影响,以及认知不确定性和随机不确定在估算过程中传播对质量估算的影响。对不确定度的分析获得了本文模拟采用的探测系统的最佳源强和探测时间窗设置,在此设置下,质量估算的不确定性最小。     

Hobson文科物理教材选载导读——怎样才能提高一个国家的人民的科学素质

美国阿肯色大学的退休物理学教授阿特.霍布森(Art Hobson)从上世纪70年代开始开设一门以提高学生的科学素养为目的的文科物理课程,并编写了教科书《Physics Concepts and Connections》.他的课程很受欢迎,这本书也极有特色,现在已出了第4版,在130多所美国大学中使用.由于这本书和他提倡在物理教学中联系社会问题,2006年美国物理教师协会(AAPT)授予他密立根奖(AAPT的最高奖之一).新版的中译本不久将由高等教育出版社出版.(由北京大学秦克诚、刘培森、周国荣先生翻译)这本书的主要特点是:1)强调科学的认知过程,一切知识来自实践并最终由实验检验,特别是"我们怎么知道"一栏尤见特色,反对一切迷信和伪科学;2)不用数学的概念式教学,除E=mc2外书中没有数学公式;3)教给学生最新的物理学,如对量子力学的非局域性、粒子物理学中的大统一、弦假说、超对称、希格斯场等最新概念的介绍;4)讲授物理学的社会联系,对与物理学有关的社会问题的讨论遍布全书,在介绍了有关的物理学原理之后紧接着讨论.这本书的许多内容是别的物理教材中找不到的.为了让读者先睹为快,让更多的老师们更快地了解国外文科物理教学情况,本刊从下期起将选载本书的一些有特色的章节.本期先刊登霍布森教授的《怎样才能提高一个国家的人民的科学素质》一文,作为以后选载的导读.     

ITER驱动次临界包层总体结构概念设计

详细介绍了ITER驱动的次临界包层结构设计,沿环向360°整个次临界包层被分成36瓣,单瓣包层以等离子工作腔为分界面被分为内、外两部分,分别由第一壁结构、支承结构、燃料区结构、产氚区结构和锆包壳结构等组成。有别于ITER装置现有的小模块包层结构,单瓣内、外包层被设计成一种整体式内置结构,从而减少了裂变燃料区中大量内嵌冷却剂压力管道接头数量、缩短了换料周期并节约了成本。同时考虑到ITER装置本体结构空间对次临界包层的限制,提出了一种既能满足包层热工-流体要求又能实现包层工程焊接安装的管道汇总结构。最后运用Pro/e建模软件建立了包层三维CAD结构图,为后续结构力学分析输出了有限元计算模型。     

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给出了氦冷却固体增殖剂中子学和产氚包层模块(NT-TBM-HCSB)聚变中子诊断的初步设计,提出了用固定或可移动位置微型裂变室探测器和可移动封装薄箔活化分析系统测量中子倍增器之后、固体氚增殖剂中及其后的中子通量;用可移动天然金刚石探测器的紧凑型能谱仪测量中子能谱。此诊断系统可用于中子倍增器的倍增效率,氚增殖层的增殖率与热核实验聚变堆的运行参数、加热和加料方式、磁流体不稳定性、能量约束以及大破裂等离子体参数和状态之间的工程和物理相关关系的实验研究,测量倍增层、氚增殖包层及其后进入屏蔽层的中子通量和能谱,并与MCNP计算相比较,优化和改进中子倍增器、氚增殖包层以及屏蔽层设计,提高氚增殖率。     

ITER装置中IWS装配仿真设计及研究

内中子屏蔽层(IWS-In Wall Shielding)是国际热核聚变实验装置(ITER)中核心装置-真空室(VVVacuum Vessel)的重要组成部分.由于真空室结构复杂,各项性能要求高,根据ITER国际组织要求,其所有结构必须结构设计与装配模拟研究同步进行,通过对其装配过程的动态模拟,确定其各部件的装配关系,...     

基于GEM工艺的裂变时间投影室中裂变碎片的讨论

基于GEM工艺的裂变时间投影室兼具GEM工艺的高计数率、高空间分辨本领等优点,我们拟通过裂变时间投影室在单次测量中准确获取裂变产物的核电荷数、质量数以及能量等多种信息。本文主要讨论了基于GEM工艺的裂变时间投影室中工作气体的种类、气压以及裂变碎片在气室中的能量损失和有效电荷问题,发现对于轻重两种裂变碎片的能量损失而言,重裂变碎片的分布宽度更窄。并针对裂变碎片在气室中的能量损失,提出了一种通过裂变碎片的有效电荷获取核电荷数的方法。这对于裂变时间投影室的研制工作以及实现裂变产物的多参量测量具有重要意义。     

ITER中子屏蔽结构的虚拟装配研究

国际热核实验反应堆ITER计划是一项大型国际研究合作项目。中子屏蔽结构位于真空室内、外壳之间,其作用是屏蔽中子流、降低环向磁场波纹度。中子屏蔽结构的虚拟装配需要与其设计同时进行,以便指导和改进设计。为了实现其虚拟装配,运用反装思路,通过DELMIA创建其拆卸路径来设计并仿真整个装配过程,实时分析其装配间隙,作为对模型进行优化设计的依据。所得结果满足ITER国际组对中子屏蔽结构的设计要求,并为结构的实际装配提供了参考依据。     

用于快中子探测的裂变电离室实验及模拟结果比较(英文)

本文报道了一种用于快中子测量的裂变电离室的实验及模拟结果对比,该电离室的裂变材料为238U,分别电镀在电离室的阳极和阴极。裂变电离室通常有三种工作模式:脉冲模式、均方电压模式和电流模式,从而在大动态范围内实现中子注量测量。我们利用252Cf中子源对工作在脉冲模式的裂变电离室效率进行了测量,同时为了评估均方电压模式和电流模式,测量了裂变电离室在不同气压下的脉冲幅度,并通过Geant4蒙特卡罗软件对裂变电离室的脉冲幅度进行了模拟。模拟可以解释实验结果,当工作气压是2.64×105 Pa时探测效率最高[（4.30±0.7）×10-7],且裂变碎片能谱清晰,表明裂变电离室可以工作在不同模式下。     

Investigation of stability of ITER candidate Hall sensors under neutron irradiation

Hall sensors offer an attractive true non-inductive method of magnetic field measurements for fusion reactors. Their use for steady state magnetic diagnostics of ITER is presently limited by their questionable radiation and thermal stability. Issues of stable and reliable operation in ITER like radiation and thermal environment are addressed by the contribution. Recently, novel Hall sensors, compatible with temperatures up to 200°C, were developed and their radiation stability was tested at LVR-15 experimental fission reactor. Overview of the experimental set-up on LVR-15 reactor is given. Degradation of the sensor’s sensitivity by several tens of percents was observed after neutron irradiation by the total neutron fluence of 2 × 10¹⁷ n/cm² in LVR-15. This level of neutron fluence is comparable to that expected to occur over the whole ITER life time for a sensor location just outside the ITER vessel. The in-situ recalibration techniques are expected to handle the observed degree of Hall sensors performance degradation in ITER environment.     

Fuel cycle for a fusion neutron source

The concept of a tokamak-based stationary fusion neutron source (FNS) for scientific research (neutron diffraction, etc.), tests of structural materials for future fusion reactors, nuclear waste transmutation, fission reactor fuel production, and control of subcritical nuclear systems (fusion–fission hybrid reactor) is being developed in Russia. The fuel cycle system is one of the most important systems of FNS that provides circulation and reprocessing of the deuterium–tritium fuel mixture in all fusion reactor systems: the vacuum chamber, neutral injection system, cryogenic pumps, tritium purification system, separation system, storage system, and tritium-breeding blanket. The existing technologies need to be significantly upgraded since the engineering solutions adopted in the ITER project can be only partially used in the FNS (considering the capacity factor higher than 0.3, tritium flow up to 200 m³Pa/s, and temperature of reactor elements up to 650°C). The deuterium–tritium fuel cycle of the stationary FNS is considered. The TC-FNS computer code developed for estimating the tritium distribution in the systems of FNS is described. The code calculates tritium flows and inventory in tokamak systems (vacuum chamber, cryogenic pumps, neutral injection system, fuel mixture purification system, isotope separation system, tritium storage system) and takes into account tritium loss in the fuel cycle due to thermonuclear burnup and β decay. For the two facility versions considered, FNS-ST and DEMO-FNS, the amount of fuel mixture needed for uninterrupted operation of all fuel cycle systems is 0.9 and 1.4 kg, consequently, and the tritium consumption is 0.3 and 1.8 kg per year, including 35 and 55 g/yr, respectively, due to tritium decay.     

用于中子测量的俘获探测器研究

为了在弱中子场和有限小空间内测量绝对裂变率, 制作了俘获探测器, 研究了俘获探测器的性能。 介绍了用于中子测量的俘获探测器和铅屏蔽室, 以及该探测器系统在特定条件下测量裂变反应率的结果, 并与裂变室测量结果进行了比较。 探讨了铅屏蔽室大小对测量结果的影响。 To detect the absolute neutron flux in a weak neutron field and restricted space, the fission fragment trapping detector was fabricated and the properties of the detector were studied. In this paper, the detector and shielding chamber used in neutron detection were described and the experimental measurements of the fission rate in specific condition were performed with the detection system and the result has been compared with that obtained by fission chamber. The influence of the shielding chamber on the measured results was analyzed.     

Analysis of the Accuracy of Measuring the Flux Density of All Hydrogen Isotopes from First Wall to Plasma Using the H-Alpha Diagnostics in ITER

Physics of Atomic Nuclei - The results of the analysis of the accuracy of measuring the flux density of all hydrogen isotopes from the first wall of the main vacuum chamber to the ITER tokamak...