沟槽型硅微结构中子探测器的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟方法研究了微结构参数、填充致密度等因素对沟槽型微结构半导体中子探测器(MSND)性能的影响规律,并开展了沟槽型MSND的优化设计研究。研究表明,随着沟槽间距的增加,MSND的探测效率呈下降趋势;当沟槽间距固定时,存在最优的沟槽宽度使得探测效率最大化;沟槽深度越大,探测效率越高。沟槽宽度和沟槽间距为15μm和5μm是一对优化的参数组合,可保证较高的探测效率和较平稳的系统甄别阈-探测效率曲线。当系统甄别阈取300keV时,沟槽宽度、间距和深度分别为15,5μm和200μm时的MSND热中子本征探测效率可达37.77%,与平面探测器相比提高了9.2倍;对137 Cs源662keV伽马射线的中子-伽马射线甄别比可达4.1×103,与平面探测器相比提高了23.7倍。本工作从理论上证明了MSND可解决传统平面型半导体中子探测器探测效率低的难题,同时可保持半导体探测器中子-伽马射线甄别容易的特点。     

液态乳三聚氰胺液相色谱和拉曼光谱检测快速前处理方法

三聚氰胺毒牛奶事件对中国乳制品行业造成了巨大冲击。为保证食品安全,贯彻国家相关管理规定,在乳制品收购环节开展液态乳中三聚氰胺快速检测具有重要的现实意义。研究通过絮凝过滤进行液态乳中三聚氰胺快速分离的前处理方法,样品使用碱式氯化铝(PAC)絮凝后经水性滤膜过滤,即可有效去除液态乳中的脂肪等非水溶性干扰物,得到澄清滤液用于后续检测。通过实验确定碱式氯化铝的添加质量比例为2%~3%时有较高的过滤效率;当混合液为弱碱性条件下具有较好的絮凝效果。采用高效液相色谱方法实验测得样品回收率在90%以上,并估算了回收率的置信区间。采用本方法前处理所得样品与离心前处理方法相比更澄清,采用增敏拉曼方法获得的光谱曲线基线更平整,除杂质效果更好。该前处理方法通用性好,分离效果好,比现有三聚氰胺检测标准方法前处理过程更简单、快速,如用于现有快速液相法和拉曼光谱法中前处理步骤将使检测效率大大提高。     

空气在多孔介质中对流换热的数值模拟

本文对空气在多孔结构中的对流换热进行了数值研究．数值模拟与实验的比较表明,对空气在玻璃或轴承钢颗粒多孔结构中的对流换热进行数值模拟时,应采用考虑热弥散效应的局部非热平衡模型．本文还研究了颗粒直径、颗粒导热系数、空气物性随压力的变化及粘性耗散等对换热的影响．     

微细多孔介质中流动及换热实验研究

本文对空气流过烧结微细多孔介质的流动和对流换热进行了实验研究。分析了不同颗粒直径条件下摩擦阻力系数与等效雷诺数的关系,并通过实验数据拟和得到了渗透率K和惯性常数F。结果表明:当颗粒直径比较大时,摩擦阻力系数的实验结果与计算关联式基本吻合;随着颗粒直径的减小,二者的差别增大。通过实验得到了微细烧结多孔介质内部体积平均对流换热系数,并与已有关联式的计算结果基本吻合。     

快中子脉冲堆快响应功率保护系统研制

快响应功率保护系统的主要功能是对爆发脉冲时的快中子脉冲堆实施快速超功率定值保护。在快中子脉冲堆爆发脉冲时，堆系统处于超瞬发临界状况，反应堆功率迅速上升。当堆系统功率超过与快响应功率保护系统设定保护阈值相对应的功率时，快响应功率保护系统输出保护电平信号和触点信号至报警和安全保护系统，使主传动快退，反应堆自动解体，从而保证反应堆能及时从超临界状态转为次临界状态，防止反应堆因积分功率过高可能出现的毁损事故发生。     

微细板翅结构强化对流换热实验研究

本文对水和空气流过紫铜微细板翅结构构中的对流换热进行行实验研究,并与相近孔隙率的烧结多孔介质中的对流换热进行比较。结果表明:在本文实验参数范周内,与空槽道相比,该微细板翅结构使水的对流换热增强9倍以上,使空气的对流换热增强了15-30倍;与相近孔隙率的锡青铜烧结多孔结构相比,该微细板翅结构中的流动阻力大大减小,而对流换热能力却增强。     

多孔介质中超临界C O2对流换热数值模拟

本文对超临界二氧化碳在多孔结构中的对流换热进行了数值模拟研究.结果表明,超临界条件下二氧化碳剧烈的变物性对多孔介质中的对流换热会产生很大影响;局部热平衡条件下对流换热系数的数值计算值比局部非热平衡条件下的计算结果大;对流换热系数随着颗粒直径的增大而增大.     

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200V时,其漏电流仅14.92nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226 Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明:4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。     

SiC基中子探测器对热中子的响应

以SiC二极管和中子转换材料6LiF为基础,研制了SiC基中子探测器,并用241Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的粒子响应、热中子响应。结果表明:SiC基中子探测器能够满足241Am源粒子的计数测量,但由于SiC二极管灵敏区薄,故不能用于5.48 MeV的粒子能谱测量;SiC基中子探测器对热中子响应良好,不同功率下,脉冲幅度谱中可清晰看到由6Li(n,)3H的反应产物粒子、3H粒子形成的双峰;脉冲幅度甄别法可将射线及电子学噪声甄别掉;在直接测量与符合测量中,SiC基中子探测器的计数率均与临界装置功率成线性关系,且直接测量的线性度比符合测量的线性度好,最好可达0.999 97。研究表明:降低肖特基接触金属的厚度、增加其外延层厚度、提高其外延层品质,可将SiC二极管用于带电粒子能谱测量。     

零功率反应堆周期测量系统研制

反应性是表征反应堆系统临界性的主要参数。在堆运行到临界以上时，测量堆的反应性的一个主要手段就是通过周期测量系统来测量堆功率上升的二倍渐进周期，再通过堆反应性与渐进周期的关系，推算出堆反应性。