中国散裂中子源反角白光中子束流参数的初步测量

中国散裂中子源(CSNS)已于2018年5月建设完工,随后进行了试运行.其中的反角白光中子束线(Back-n)可用于中子核数据测量、中子物理研究和核技术应用等多方面的实验.本文报道对该中子束的品质参数测量实验过程以及最终实验结果.实验主要采用中子飞行时间法,利用~(235)U,~(238)U裂变室和~6Li-Si探测器测量了中子能谱和中子注量率,又利用闪烁体-互补金属氧化物半导体探测系统测量了中子束斑的剖面,得到了该束线的初步实验测量结果.其中白光中子的全能谱测量范围eV—100 MeV,给出了不确定度分析;给出了中子注量率两个实验厅位置的满功率值;给出了白光中子在直径60 mm情况下的全能区束斑.通过与模拟结果的比较探讨了以上结果的合理性,并提出了改进计划.这些实验结果为以后该束线的核数据测量和探测器标定实验奠定了基础.     

基于微通道板的二维位置灵敏像探测器X射线成像研究

研制了一套基于微通道板的二维位置灵敏像探测器,开展了X射线成像实验研究。对游标卡尺构建的狭缝成像显示,狭缝图像清晰可见,图像的边缘分辨率能达到约500 μm。对组合样品进行了成像测试,在X射线机靶流为1 mA的条件下,像探测器系统在1 ms内即可实现成像,且成像结果清晰。采用中值滤波与锐化、盲反卷积、维纳滤波等方法,对游标卡尺的成像结果进行了初步的图像处理。结果显示,三种方法都能改善图像的质量,其中维纳滤波法效果最优,相比原图边缘分辨率提高了约7%。     

He + H2+反应的含时量子波包法研究

基于多体项展式的分析势能函数[1],用三雏含时量子波包法对He H2 进行了准确的动力学计算.计算的结果表明在一定的能量范围内增加入射原子的平动能及振动量子数对该反应具有促进作用;而增加转动量子数不利于反应的进行,同时也计算了该反应的反应截面和速率常数.     

电子、正电子、离子等离子体尾场中被加速正电子的研究

为了研究在激光驱动的等离子体尾场中被加速正电子的动力学,使用了由电子、正电子、离子组成的等离子体,通过采用数值模拟方法得到了非对称脉冲驱动的尾波场中被加速的正电子的运动相图、动能变化,势能。数据结果表明：非对称激光脉冲驱动尾场中正电子得到很高的能量。提高等离子体中的正电子比例会使电子和正电子的加速效果减弱。在非对称激光脉冲驱动的激光尾场中,为了有效地加速正电子,要选择恰当的上升激光脉冲长度和下降激光脉冲长度。     

中能Ca+Ca反应中的对称能效应

采用把重离子碰撞的动力学和统计衰变过程相结合的一个两步模型,再现了INDRA Collaborations 对入射能为35 AMeV40Ca+40Ca 和48Ca+48Ca 反应的实验结果。进而得到了反应碎块同位素分布的Isoscaling 参数α(Z) 和β(N),约化对称能系数ζ(Z) 及与平均场中的对称能强度系数Cs 之间的关系。结果表明,Isoscaling 参数强烈依赖于系统的丰中子程度。随着质子数的增大,ζ(Z) 在动力学阶段呈现平缓趋势但在衰变之后呈现上升趋势,且该结果不依赖于所选取的反应系统。对称能效应在统计衰变过程之后的末级碎块分布中有明显表现。A two-step model for combining the dynamical and statistical decay processes in heavy-ion collisions is used to reproduce the experimental results of the INDRA Collaborations on 40Ca+40Ca and 48Ca+48Ca reactions at 35 AMeV. We obtain the isoscaling parameters α(Z) and β(N) of isotopic distributions of the fragments, the reduced symmetry energy coefficient ζ(Z) and its dependence on the symmetry energy strength coefficient Cs in the mean field. Our results suggest that Isoscaling parameters strongly depend on the degree of neutron-rich. With the increasing atomic number, ζ(Z) represents a smoothly flat tendency during the dynamical process but shows the increasing tendency after decay, and such results are independent on the selected reaction systems. The effect of symmetry energy shows evidently in the isotopic distributions of fragments after statistical decay process.     

低能质子辐照活体细胞的能量沉积特性

为了研究带电粒子与活体细胞的相互作用,利用能量为2,2.5,3 MeV的质子外束,在室温环境下对厚约50 nm的氮化硅支持膜上的毕赤酵母菌进行辐照,并用金硅面垒探测器测量其透射能谱,通过对能量沉积特性的分析,表明质子外束穿过毕赤酵母菌后能损随入射能的增大而减小,但能量歧离随入射能的增大而增大。To study the interaction of charged particles with biological living cells,we delivered 2,2.5 and 3 MeV protons outside vacuum as external beam at room temperature to irradiate yeast Pichia cells which are supported by 50 nm thick silicon nitride film and the transmission energy spectrum were measured by an Au-Si surface barrier detector to analyze energy deposition properties.The results demonstrate that the energy loss decreases with the incident protons energy increase,but the energy straggling increases with incident protons energy increase.     

CFETR磁体系统的中子学计算及活化分析

用蒙特卡洛中子输运程序(MCNPX)对中国聚变工程实验CFETR超导磁体进行中子学输运计算,利用欧洲活化计算程序FISPACT对其进行活化计算分析,针对计算结果重点分析了磁体系统的中子学剂量分布以及活化情况。计算结果表明,中子能量通量最大处出现在聚变堆内侧线圈处,为3.97×10¹⁴ MeV•m^–2,在该条件下超导线圈可以满足设计要求。停机后磁体组件的活度为3.33×10¹⁰Bq•kg^–1,停机10年后下降2个数量级达到6.14×10⁸Bq•kg^–1。研究结果验证了所使用的CFETR 3维模型满足初步设计条件。     

大晶粒UO2燃料裂变气体释放行为相场模拟研究

为预测大晶粒UO₂燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO₂多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示裂变气体与空位的分布,以及用序参量区分气泡相与基质相.该模型重点考察了不同晶粒尺寸、不同温度条件与扩散系数对裂变气体释放行为产生的影响,展现了气泡的形核、生长、融合等行为,得到了一定程度燃耗深度下燃料的孔隙度、晶界处气泡覆盖率、气泡平均半径等模拟结果.结果表明,温度与扩散系数对孔隙度、晶界处气泡覆盖率的影响较为显著,在扩散系数较大时,晶粒尺寸也会对裂变气体释放行为产生较大影响,扩散系数较小时,晶粒尺寸的影响则不明显.此外,通过该模型得出的高燃耗深度下裂变气体气泡分布状况与实验结果也较为符合,该模型能较好地预测大晶粒UO₂裂变气体释放行为.     

质子入射AlxGa1–xN材料的位移损伤模拟

氮化镓材料由于优良的电学特性以及耐辐照性能,其与不同含量Al_xGa_1–xN材料组成的电子器件,有望应用于未来空间电子系统中.然而目前关于氮化镓位移损伤机理研究多关注于氮化镓材料,对于Al_xGa_1–xN材料位移损伤研究较少.本文通过两体碰撞近似理论模拟了10 keV—300 MeV质子在不同Al元素含量的Al_xGa_1–xN材料中的位移损伤机理.结果表明质子在Al_xGa_1–xN材料中产生的非电离能损随质子能量增大而下降,当质子能量低于40 MeV时,非电离能损随着Al含量的增大而变大,当质子能量升高时该趋势相反;分析由质子导致的初级撞出原子以及非电离能量沉积,发现不同Al_xGa_1–xN材料初级撞出原子能谱虽然相似,然而Al元素含量越高,由弹性碰撞产生的自身初级撞出原子比例越高;对于质子在不同深度造成的非电离能量沉积,弹性碰撞导致的能量沉积在径迹末端最大,而非弹性碰撞导致的能...     

甲苯光电离解离理论研究

The photoionization and dissociation photoionization of toluene have been studied using quantum chemistry methods.The geometries and frequencies of the reactants,transition states and products have been performed at B3LYP/6-311++G (d,p) level,and single-point energy calculations for all the stationary points were carried out at DFT calculations of the optimized structures with the G3B3 level.The ionization energies of toluene and the appearance energies for major fragment ions,C₇H₇⁺,C₆H₅⁺,C₅H₆⁺,C₅H₅⁺,are determined to be 8.90,11.15 or 11.03,12.72,13.69,16.28 eV,respectively,which are all in good agreement with published experimental data.With the help of available published experimental data and theoretical results,four dissociative photoionization channels have been proposed:C₇H₇⁺+H,C₆H₅⁺+CH₃,C₅H₆⁺+C₂H₂,C₅H₅⁺+C₂H₂+H.Transition structures and intermediates for those isomerization processes are determined in this work.Especially,the structures of C₅H₆⁺ and C₅H₅⁺ produced by dissociative photoionization of toluene have been defined as chain structure in this work with theoretical calculations.