激光分离同位素的原理与进展

自从第一次提出用激光进行同位素分离的新方法以来,迄今已经有十年了.由于此法具有极高的选择性和较低的能量消耗等突出优点,因而获得极其迅速的发展.到目前为止,应用激光已成功地分离了氢、氧、氮、硼、碳、硅、氯、溴、硫、钠、钙、铝、钨、铷、锇、铀、钚、钛等同位素.而在上述诸同位素中,最为吸引人的是氢和铀的同位素--氘和铀235的分离,因为它与核能源的开发利用是密切相关的[1].近年来,这方面的研究有了令人兴奋的进展.本文就激光分离同位素的基本原理、方法和最近有关进展作一扼要介绍. 一、光谱中的同位素位移效应 与激光分离原理 …     

材料学科研究进展

1核材料 1.1铀表面改性的抗腐蚀性能研究 金属铀因其独特的核性能而具有广泛的用途，但由于其高化学活性而极易在许多环境介质中遭受腐蚀。因此，发展铀表面改性技术，研究镀层对铀抗腐蚀特性的影响备受关注。开展了铀表面脉冲电镀镍技术，磁近代溅射镀铝膜及铝／钛双重复合膜技术和铀表面激光快速熔凝技术研究，分析了镀层的组织结构，测试了镀层的腐蚀特性。研究发现脉冲电镀镍层在铀表面上连续、致密、覆盖完整、界面清晰，具有较好的保护性能铀、铝镀层、铝／钛复合镀层在50μg／g的Cl^-溶液中的腐蚀电位，铀表面铝镀层的腐蚀电位较铀的腐蚀电位低，可以提供牺牲性保护，但铝镀层表面存在微孔隙，会产生点蚀；钛镀层的腐蚀电位较铀高，表面仍然具有微孔隙，会产生点蚀；经过激光快速熔凝处理，铀的抗氧化能力明显增强。这些研究结果为优化铀表面防腐蚀镀层体系提供了技术基础。     

铀微粒样品源中总铀量的估计

本实验室拟采用ICP-MS与激光烧蚀进样系统相结合的技术进行粒子分析研究，实验中制备了铀微粒样品，为了保证实验室及环境的安全，需要知道制备的铀微粒样品量。本实验通过制备铀微粒样品，估算样品中的铀量，为将来开展钚粒子分析技术的实验安全提供数据。     

韩国核能力

根据公开资料分析，韩国政府曾在20世纪70年代组织开发过核武器，后迫于美国的压力而宣布终止。韩国在2004年被揭露出一系列核问题：（1）激光浓缩铀试验。韩国科学家在2000年实验采用原子气体激光同位素分离（AVLIS）技术，耗费3．5kg金属铀，最后共获得了0．2g平均浓度为10．2％的铀-235。试验生成的铀-235的最高浓缩度已达到77％，接近武器级水平。（2）钚分离试验。1982年4月至5月，几名韩国科学家从钚和铀裂变产物的溶液中提取了少量（毫克级）的钚。（3）化学铀浓缩试验。1979年至1981年，韩国科学家将0．7埏天然铀粉末浓缩为0．72％的铀-235。（4）金属铀提炼试验。1982年，韩国在一座未公开的设施上将UO2转换成UF4，而后在1982年5月至1984年11月，用UF4生产了大约150kg金属铀。这些核问题韩国都未按《全面保障监督协定》规定及时向IAEA申报。     

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，     

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．     

气体分子在δ-Pu表面吸附离解行为的第一原理研究

金属钚为重要的核材料,具有活泼的化学性质,很容易与环境中的氢、氧和水汽反应发生表面腐蚀。由于有关Pu金属表面性质以及气体分子与表面相互作用的理论研究公开报道较少,且不同作者的结果存在差别,我们使用广义梯度近似（GGA）方法结合平板周期模型对气体原子分子在δ-Pu表面上吸附行为进行了计算,对吸附方式、成键过程、电荷分布等方面进行了探讨。     

核科学百年讲座第三讲核 能与核武器

核能有两个最具影响的应用：一是它的和平利用——核电(第四讲介绍)，另一是它的军事应用——核武器．文章将介绍核能和核武器基本原理以及核燃料生产方法．首先简要介绍核裂变能与聚变能；然后比较详细地说明原子弹的基本原理，包括中子增殖、自持裂变链式反应条件、临界质量和两种形式原子弹的结构原理等，对于氢弹、中子弹的原理仅作简单介绍；最后，对核燃料的生产：铀同位素分离和钚—239的反应堆生产作了原理性的介绍。     

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。     

Y（Fe，Si）12化合物结构与磁性的第一原理计算

R（Fe，Si）12（R=Y，Nd）型稀土永磁材料具用重要的实际应用价值，然而对于V（Fe，Si）12化合物微观机理的理论计算工作至今尚未开展。采用新近发展的全势能线性缀加平面波（（L）APW）＋局域轨道（10）和广义梯度近似（GGA）密度泛函方法对其结构与磁性进行了研究。