放射性核素铀在针铁矿中的占位研究

用第一性原理研究放射性同位素铀在针铁矿(α-FeOOH)中的占位情况, 分别考虑铀原子替代针铁矿中的铁的替位缺陷和铀的多种八面体和多种四面体间隙缺陷. 计算发现了三个最稳定的缺陷构型, 它们分别对应于一个铀替位缺陷(S) 及其中的一个铀的八面体(O)和四面体(T)间隙缺陷, 其形成能分别为-13.49, -3.86, -1.60 eV. 也研究了两个相邻的铀原子在针铁矿中的占位情况, 发现双铀原子很容易掺入到相邻的SS或OS位, 它们的形成能分别为-27.392和-16.214 eV, 结合能分别为-0.417和1.131 eV. 表明双原子铀在针铁矿中会以SS形式发生偏聚而较难以OS形式偏聚. 关键词： 铀 针铁矿 占位 第一性原理     

表面修饰的ZnS:Mn量子点的发光性质及其对生物分子的检测

采用水热法制备了ZnS:Mn量子点,探讨了掺杂离子浓度对ZnS:Mn量子点的晶体结构和发光性质的影响。通过荧光光谱对样品进行表征。结果表明:掺杂离子的摩尔分数达到2%时,ZnS:Mn量子点在595 nm附近的发光最强;继续增加掺杂浓度反而出现荧光猝灭的现象。本文还研究了表面修饰对量子点形貌和发光性质的影响。通过透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,发现经过3-巯基丙酸(MPA)修饰后的样品表面团聚现象得到改善,并且尺寸单一、单分散性较好,平均粒径约为5 nm。经过修饰后的样品减少了表面非辐射性缺陷中心,使掺杂Mn2+所引起的595 nm附近的发射峰强度增大。将MPA修饰后的ZnS:Mn量子点与牛血清白蛋白(BSA)分子进行生物偶联,并利用BCA法对偶联上的蛋白含量进行定量检测,结果显示经过修饰后的量子点偶联蛋白的能力更强。     

球面弯晶的背光成像特性

通过对球面弯晶背光成像系统的分析,获得了空间分辨率、能量分辨率等关键性能参数随成像系统设计参数变化的关系。利用这一关系对背光成像系统的不同成像方式应用进行分析,并用光路追踪模拟进行验证。在此基础上,利用X射线衍射仪开展了单能成像系统的成像演示实验,获得与模拟和数值分析一致的结果。通过对成像系统的设计优化,这种高分辨单能成像技术将能够在神光激光装置上开展的物理实验中获得广泛应用。     

110kV冷绝缘高温超导电缆在故障电流下的温度计算与分析

研究了110kV冷绝缘高温超导电缆失超时,故障电流的分流情况,并以此为依据,建立了电缆在故障电流下失超时,温升与时间关系的计算模型;通过MATLAB对计算模型进行了求解,并对求解结果进行了分析;计算出了电缆在不同故障电流下,温度上升到不同值所需要的时间,进一步明确了故障电流的大小对电缆温升的影响。     

室温磁制冷主动式磁蓄冷器数值模拟

提出了一个研究工作参数、设计参数对主动式磁蓄冷器(AMR)制冷性能影响的数值模型。三个主要参数包括:质量流量m、频率f、蓄冷器孔隙率ε,被用来表征AMR的制冷能力。数值模拟的结果表明:对一个AMR而言,存在一个最佳孔隙率;在某一确定孔隙率条件下,AMR存在最佳换热流体质量流量和最佳工作频率;与高频相比,AMR在较低频率下有更好的制冷性能,一味提高频率并不一定能提高AMR的制冷量。模拟结果对磁制冷样机的设计、工作参数的选择有很大的指导意义。     

高温超导电缆直流测试电源平台的搭建

根据高温超导电缆测试用直流电源平台的要求,建立了硬件平台。该平台为模块化结构,具有输出精度高,便于扩展等特点;为方便操作,建立了基于LabVIEW的软件平台,对直流电源平台进行远程控制,并给出了远程控制的程序流程图,实现了电流的匀速上升和下降以及上升过程中的中断操作;利用该电源平台进行了超导电缆的临界电流测试实验,验证了直流电源平台符合高温超导电缆的测试要求。     

空温式翅片管气化器非稳态结霜速率分析

观测了某实际运营的空温式翅片管气化器附近湿空气流动状态。基于热力学理论和湿空气流动状态建立了空温式翅片管气化器表面非稳态结霜模型,推导了非稳态结霜速率的关系式,分析了不同工况下非稳态结霜速率影响因素。非稳态结霜速率随湿空气温度、相对湿度和气流速度增加而增加,其主要影响因素为湿空气温度和相对湿度,而气流速度影响相对较小。非稳态结霜速率分析为精确计算空温式翅片管气化器传热特性提供了一定理论依据。     

高温超导YBCO线圈交流损耗的频率特性

YBCO线圈的交流损耗直接关系到YBCO设备的运行成本及稳定性。实现对YBCO线圈交流损耗的快速、准确测量,对于开展YBCO涂层导体的应用研究具有重要的意义。文中采用电测量法,在77K、零场和不同频率条件下,对YBCO线圈通以不同运行电流时产生的交流传输损耗进行测量。构建了YBCO线圈交流损耗的数值计算模型,对YBCO线圈交流损耗进行理论研究,最后将实验数据与理论计算结果进行比较,两者结果基本一致。可以发现,YBCO线圈在频率低于75Hz时,交流传输损耗随频率的增大而减小,当频率从75Hz增加到195Hz时,交流传输损耗随频率的增大而增加。     

化学气相沉积金刚石探测器测量辐射驱动内爆的硬X射线

金刚石探测器具有响应快、灵敏度高、动态范围大、平响应、击穿电压高、抗辐射等优点, 广泛运用于X射线测量. 利用化学气相沉积方法制备的光学级金刚石, 采用金属-金刚石-金属结构研制了X射线金刚石探测器. 在8ps激光器上的探测器响应性能考核表明, 整个探测器系统的响应时间为444 ps, 上升时间为175 ps, 载流子寿命为285 ps. 将探测器应用于神光Ⅲ原型装置的内爆物理实验硬X射线测量, 分别测量得到以注入黑腔的激光转化为主和靶丸内爆产生为主的硬X射线能流, 测得的峰值信号分别正比于激光总能量和反比于靶丸CH层厚度. 关键词： CVD金刚石探测器 硬X射线 激光能量     

AMS为何最终放弃超导方案

 国际空间站上的阿尔发磁谱仪(Alpha Magnetic SpectrometerAMS)是太空中第一个大型高能粒子探测器,用于探测反物质、暗物质和宇宙线。本刊2011年第5期曾有详细报道。AMS先后有2种型号:AMS01和AMS02。AMS01用永久磁铁,场强约0.15 T,重3吨,早在1998年已在发现号航天飞机上成功试飞过。AMS02安置在国际空间站上,原计划采用超导磁铁,场强约0.87 T,为此科学家们差不多花了近10年功夫,却在2010年离发射不到1年的时候决定放弃超导方案,仍用1998年已经试飞考验过的、场强较低的永磁方案。这到底是为什么呢?