高温超导带材多场特性测试系统研制进展(Ⅰ)

高温超导带材具有高的临界电流密度,高磁场下优异的载流特性以及良好的成型性在强电领域如高场磁体、超导电缆等方面应用潜力巨大。在其应用过程中,不可避免的低温-大电流-强磁场环境将对超导材料的载流能力产生影响,而加工过程中的残余应力以及洛伦兹力的存在会显著的降低超导材料的临界电流,造成相应超导装置功能性难以达到设计要求、且成为重要的安全隐患。本文介绍一种新型的适用于超导带材的力-磁-电多场耦合测试系统,该系统目前采用浸泡式制冷,可实现的主要功能有:(1)超导材料临界电流密度测试;(2)拉伸应变对超导带材临界电流的影响研究;(3)磁场对超导带材临界电流的影响研究;(4)力磁耦合情形下超导材料临界电流的变化规律;(5)超导材料磁通稳定性测试。该设备的成功研制将为我国先进超导材料研发提供基础测试平台。     

一种新型比色荧光双通道水相检测氰根离子的化学传感器

合成了一种新型的,能在含水介质中比色荧光双通道单一选择性识别CN^-的传感器分子1-羟基萘甲叉酰肼乙基-3-羟基萘甲叉酰肼甲基苯并咪唑溴鎓盐(J1)。 在J1的DMSO/H₂O (体积比3:2)HEPES 的缓冲体系(pH=7.2)中分别加入F^-、Cl^-、Br^-、I^-、AcO^-、HSO₄^-、ClO₄^-、H₂PO₄^-、SCN^-和CN^-等阴离子后,只有CN^-的加入会使得溶液颜色发生明显的变化,由无色变为深黄色。 相应地在J1的DMSO/H₂O (体积比4:1)HEPES的缓冲体系(pH=7.2)中加入CN^-,溶液发出明亮的黄色荧光。 这一识别过程,不会受到其它阴离子的干扰。 紫外-可见光谱的最低检测限为1.57×10^-7 mol/L,检测线性范围为3.875×10^-4~2.15×10^-2 mol/L。 荧光光谱的最低检测限为4.63×10^-6 mol/L,检测线性范围为0.8×10^-4~1.60×10^-3 mol/L。 此结果表明,J1是一种良好的用于识别 CN^-的化学传感器,在含水介质中对CN^-具有选择性好、灵敏度高以及抗干扰性强的识别性能。 与此同时,基于J1对于CN^-的高选择性识别我们制备了CN^-的检测试纸,该试纸能够方便、快捷、准确地检测水中的CN^-。     

ILC正电子源靶接触热传导冷却技术的初步研究

国际直线对撞机（ILC）正电子靶沉积的热功率将超过20 kW,传统的冷却方式已无法满足要求。美国Argonne国家实验室提出了摩擦接触热传导冷却的方法。根据Argonne实验室的研究方案,设计了一种旋转摩擦接触冷却的简化装置,根据热传导理论,结合ANSYS软件模拟了旋转冷却过程中的温度分布,理论上验证了方法的可行性。按照模拟的参数和结果,进行了摩擦接触热传导冷却实验,通过实验结果和数据分析证实了,低温区（20℃~50℃）有良好的冷却效应,初步验证了摩擦接触热传导冷却方案的有效性。A new scheme that cooling international Linear Collider (ILC) positron source target by touching thermal conduction (TTC) is presented by Argonne National Laboratory (ANL).Recent results of simulation for cooling the iron targets with 300 and 450 W heat reservoir by ANSYS and experiment of cooling the iron target with 300 and 450 W friction heat reservoir at Institute of Modern Physics (IMP),Chinese Academy of Sciences (CAS),have proved that the TTC has good cooling effect in low temperature zone (20℃~50℃),and preliminarily verified the feasibility of TTC for cooling the ILC positron source target.     

暗物质理论研究进展

评述了天体物理中暗物质的发现以及标准模型所面临的问题,综述了解决这些问题及标准模型之外可能出现的新物理与暗物质的联系。介绍了暗物质粒子选择条件和可能的暗物质粒子的候选者;对圆柱形暗物质表面密度与星系和星系团暗物质晕的晕核半径的关系进行了讨论,与其他模型进行了比较,得出暗物质晕的特征半径r_*的暗物质表面密度分布不是一个普适量;并叙述了近几年暗物质研究中提出的新理论模型-Hidden dark matter,最后叙述了中国暗物质实验探测研究的进展,2016年底DAMPE的第一批数据有可能给出;中国锦屏地下实验室（CJPL）的CDEX和PandaX合作组的第一期实验没有发现暗物质粒子存在的信号,期待他们下期的实验。A review of the evidence of the dark matter found in universe and the problems faced by the standard model. To address these issues as well as the possible relationship between the new physics beyond the standard model and dark matter, and given the selection condition of dark matter and possible candidates of the weakly-interacting massive particles (WIMPs). The correlation between the column surface density and the halo core radius of the dark matter halos of galaxies and cluster of galaxies is discussed, and the other models are compared. We find that the surface density within the halo characteristic radius r* is not an universal quantity; The new model (hidden dark matter)proposed in the study of dark matter is described. At last, the research progress of dark matter experiment in China is commented. At the end of 2016, the first batch of DAMPE data may be given;No significant excess events of WIMPS were found in the first stage of both the CDEX and PandaX experiments located in the China Jinping Underground Laboratory(CJPL). Look forward to their the next stage of these experiments in CJPL.     

基于原油配比混合实验的显微荧光光谱特征研究

显微荧光光谱已经成为流体包裹体系统测试分析中较为成熟的一项技术,可用于区分不同类型的原油与油包裹体,从而为研究含油气盆地的油气成藏历史提供重要依据。不同来源的原油在运聚的过程中可能会发生不同程度的混合作用,为了有效识别这一类地质过程,基于不同比例的原油配比混合实验,研究原油混合后的显微荧光光谱的具体变化特征。结果表明: 原油混源使得显微荧光光谱参数λ_max,QF-535和CIE-XY发生了非线性变化,具体表现为混源后原油的荧光光谱参数均介于两个端元油之间,混源油中某一端元油的比例越大,其荧光光谱参数越靠近这一端元油。在CIE-XY色品图中主要表现为非线性渐变的荧光颜色特征。光谱谱形的改变主要表现为谱形由“单峰型”变为“双峰型”和“三峰型”,同时主峰波长和次峰波长保留了两个端元油的信息;QF-535与混源比例可建立曲线用来定量计算两端元油的相对贡献度。综合上述荧光光谱参数和谱形的变化特征,利用原油和油包裹体的显微荧光分析,识别出东海盆地西湖凹陷A气田有三种不同类型原油充注,中间还发生了一次原油混源作用,即蓝绿色荧光原油和黄色荧光原油发生了混合,定量计算其混源程度为介于47%~55%。     

新型α-生育酚自旋标记衍生物的合成

以2-硝基丙烷为原料,经溴化、取代及还原反应合成了中间体2,3-二甲基-2,3-二羟胺基丁烷(3);α-生育酚与4-甲酰苯甲酸经酯化反应制得4-甲酰苯甲酸-2,5,7,8-四甲基-2-(4,8,12-三甲基十三烷基)-6-色满酯(4);3与4的加成反应产物经高碘酸钠氧化合成了一种新型的α-生育酚自旋标记衍生物——4-[2-(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧基-2-吡咯啉基)]苯甲酸-2,5,7,8-四甲基-2-(4,8,12-三甲基十三烷基)-6-色满酯,其结构经1H NMR,IR,HR-ESI-MS,元素分析和EPR表征。     

配位聚合物[Fe(HL)(H2O)]n的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,采用H₃L(H₃L=2-(4-carboxypyridin-3-yl)terephthalic acid)与FeSO₄·7H₂O反应,合成了一个具有二维结构的配位聚合物[Fe(HL)(H₂O)]_n (1),并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明该聚合物的晶体属于正交晶系,Pnna空间群,a=1.45465(11) nm,b=2.47423(15) nm,c=0.73565(4) nm,V=2.6477(3) nm³,D_c=1.802 g·cm^-3,Z=8,R=0.0468,wR=0.1256(I>2σ(I))。HL^2-配体交替连接相邻的铁(Ⅱ)离子形成了一维链结构单元,这些链又通过配体与铁(Ⅱ)离子的配位作用形成了二维层。最后这些层通过氢键作用形成了一个复杂的三维超分子框架。拓扑分析表明,配合物1具有一个双节4,4-连接的拓扑网络结构,其拓扑符号为(4³.6².8)。研究表明,该聚合物中相邻铁(Ⅱ)离子之间存在反铁磁相互作用。     

基于2,4,4'-联苯三羧酸及菲咯啉的锰(Ⅱ)和镍(Ⅱ)双核配合物的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,用2,4,4’-联苯三羧酸（H₃btc）和菲咯啉（phen）分别与MnCl₂·4H₂O和NiCl₂·6H₂O反应,合成了2个具有双核结构的配合物[Mn₂ （Hbtc）₂（phen）₄]·5H₂O（1）和[Ni₂（Hbtc）₂（phen）₄]·2H₃btc·4H₂O（2）,并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明2个配合物的晶体都属于三斜晶系,P1空间群。配合物1和2均为双核结构,通过分子间的O-H…O氢键作用,双核的分子被进一步连接成了三维超分子框架。研究表明,双核分子中相邻金属离子间存在反铁磁相互作用。     

HIRFL-CSR外靶终端上硅微条探测器阵列的搭建

硅微条探测器因具有很强的位置分辨率与能量分辨率而在世界各大核物理实验室得到广泛应用。中国科学院近代物理研究所研制了性能优越、位置精度达到0.5 mm×0.5 mm的双面硅微条探测器,用于HIRFL-CSR的外靶实验终端谱仪(ETF)上,用作径迹测量以及△E-E望远镜系统△E的探测。硅微条探测器体积小、集成度高,利用柔性印刷电路板(FPCB)引出信号,配合ASIC芯片的前端电路,能够方便地给出每一条的能量信息和位置信息。在此详细阐述了在HIRFL-CSR的ETF上双面硅微条探测器阵列的搭建,并测量了放射源在真空中探测单元的能量分辨本领。结果表明,该硅条探测器的每个探测单元对5~9 MeV能量的α粒子的能量分辨率在1%左右。     

硼硅酸盐玻璃的电子辐照效应

在高放废物长期地质处置过程中,作为第一层工程屏障的固化体玻璃会受到持续的电子辐照,研究其电子辐照效应对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。在透射电子显微镜(TEM)上对硼硅酸盐玻璃样品进行原位电子辐照实验。在电子束的作用下,两种硼硅酸盐玻璃均很快发生相分离现象,这主要是由于电离作用导致Na的迁移或逃逸引起网络体结构重组的结果。引入简单的结构模型解释了两种不同组分硼硅酸盐玻璃相分离的不同,结果表明,相分离的不同与玻璃组分中Na成分的多少密切相关。