核分析技术与材料科学

本文扼要地介绍了上海原子核所的核分析手段以及它在材料科学中的应用,它已在表面碰撞反应动力学,离子注入缺陷工程,纳米材料和纳米加工,以及团簇和富勒（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）等当今几个前沿材料科学研究领域中取得了较为显著的进展． In this paper the nuclear analysis techniques in the Shanghai Institute of Nuclear Research and their applications in material science have been briefly introduced. Progresses have been made during recent years in studies, in particular, on the surface collision dynamics, ion implantation defects, nanometer-scale materials and nanometer-processing,cluster and fullerene.     

Ar+离子束轰击在石墨表面形成六方金刚石纳米晶的研究

在0.6!keV Ar+高剂量(～1022/cm2)辐照石墨表面,借助于高分辨透射电子显微镜(HRTEM),发现有六方金刚石纳米晶产生.它们的平均直径介于1-50!nm之间,而且晶粒个数约随其直径的增大而直线减少.有趣的是,晶粒具有两种结构模式:直径小于10!nm的晶粒为单晶结构,而直径大于10!nm的为多晶结构.基于受离子轰击过程特点制约的六方金刚石晶粒成核和成长观点,讨论了这种双重结构的形成性质.     

等离子体噻吩聚合膜的研究及I~ 注入的掺杂效应

以噻吩为单体,在等离子体环境中聚合成致密的有机膜。利用Rutherford背散射(RB2S)和质子弹性反冲(ERD)、傅里叶红外谱(FTIR)测定了膜的成分和结构;从近红外-可见-紫外光的反射和透射谱,运用传递矩阵方法研究了膜的光学性质;此外,还探讨了24keV的I~ 离子束的注入对等离子体噻吩聚合膜的掺杂效应。结果表明,注入层内电荷载流子的输运机理可用Mott的可变自由程跳跃(VRH)理论给以解释。     

超声波处理高序石墨合成碳纳米结构

用超声波处理水溶液中的高序石墨固体,借助于高分辨透射电子显微镜和电子衍射,不但看到了与电弧放电和激光烧蚀产物相似的碳纳米多面体和纳米管,而且还发现了一种罕见的实心碳纳米球.对这种由扰动石墨晶格组成物的形成过程给出一种可能的模型解释 关键词： 高序石墨 超声波处理 碳纳米结构     

同位旋相关的Boltzmann-Langevin方程及新核素19Na产生截面的研究

介绍了一种同位旋相关的输运方程,研究了在入射能量为28.7和6 0. 0MeV/u时 12C+ 12C的反应,对模型进行检验,发现计算结果较好地符合实验结果,说明了方程的可靠性. 利用该模型研究了在入射能量为28.7MeV/u下反应系统 17 -20,22Ne+ 12C中核素 19Na的产生截面,发现缺中子核引起的反应,具有更大 19Na的产生截面,为新核素的探测找到了理论依据.     

在相对论性激光-等离子体系统中初始物理参数对激光脉冲的影响

基于相对论性激光-等离子体动力学理论，研究了相对论性激光-等离子体系统中圆偏振入射脉冲激光和等离子体相互作用对激光脉冲宽度的影响. 具体分析了在不同初始物理参数下脉冲激光的脉冲宽度在等离子体传播过程中的变化情况，重点分析了激光脉冲在等离子中压缩. 计算结果表明增加入射激光的强度和入射脉冲宽度以及减小等离子体的初始密度，能够有效地实现脉冲宽度在等离子体中压缩；当激光脉冲的初始参数a₀=0.12和τ=70以及等离子体密度n₀=0.3时，脉冲宽度相对压缩T/τ接近于1/10，从而给出了激光压缩的理论优化参数. 关键词： 相对论性激光-等离子体 激光脉冲宽度 等离子体密度 自压缩     

强激光场中氘团簇双重膨胀引发核聚变

在超强fs激光与氘团簇的相互作用中, 分析了可以引发核聚变的高能氘核产生的原因,提出了团簇双重膨胀的机制,计算了氘核动能及团簇解体的时间, 为选取合适的激光脉冲宽度参数提供参考. Considering the Coulomb explosion induced by the interaction of a deuterium cluster target with ultra intensity femtosecond laser,the causation which generate energetic deuterium nuclei for the fusion has been analyzed. The mechanism for the dual explosion of deuterium cluster is proposed, and hence the velocity of deuterium nuclei and the expansion time of deuterium ion clusters have been estimated.     

Dependence of the Average Lorentz Factor on Temperature in Relativistic Plasmas

For the relativistic plasma, how to fix the Lorentz factors of the particles is an important but difficult problem.We resolve this problem by demonstrating the exact relation between the average Lorentz factor and temperature in relativistic plasmas. A rather simple relation is also obtained for the ultra-relativistic case.     

铜团簇束在硅上碰撞沉积的薄膜表面能谱分析

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Cu-n(n是团簇原子个数)团簇束 ,当团簇束分别在偏压为:0,1,3,5,10 kV的电场中加速后,在真空中,沉积在室温下的 P型Si(111)衬底上,获得Cu/P-Si(111)薄膜样品.用X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜,结果表明:薄膜本身不含C和O等杂质;当Cu/P-Si(111)样品暴露在空气中时,样品表面会氧化和碳污染,铜的特征电子峰几乎被湮没.用能量3 keV流强为4～6 μA/cm2*!Ar+束, 预溅射处理样品表面后,用XPS分析,常规磁控溅射室温下得到的Cu/P-Si(111)样品和铜团簇束沉积,偏压分别为0,1,3,5,10 kV的样品XPS谱和块状Cu标样谱基本一样,Cu2P1、Cu2P3、 CuLMM特征峰位没有移动,反映不出原子结合能差异.     

氧分压对固体氧化物电解池性能的影响（英文）

基于固体氧化物电解池的高温电解水蒸气是一种可以在低碳排放条件下实现大规模氢气制备的技术。固体氧化物电解池的工作条件,尤其是所通入的气体组成和压力对其性能有很大的影响。本文基于计算流体力学软件建立了电解池理论模型来研究固体氧化物电解池的氧电极上通入不同氧分压的吹扫气对电解池反应特性的影响,文中所研究的氧分压范围为1.01×10~3–1.0×10~5 Pa。结果表明,可逆的开路电压随着氧分压的提高而增大,然而由活化极化、欧姆极化和浓差极化共同作用导致的极化电压随着氧分压增大而降低。在低电流密度时氧分压越小固体氧化物电解池性能越好,而在高电流密度时氧分压越大固体氧化物电解池性能越好。因此在低电流密度时采用低氧分压吹扫气有利于降低电解过程的耗电量,在高电流密度时采用氧气作为吹扫气有利于减少电解水的电能消耗并能够得到纯氧作为副产物以提高经济价值。