人类可能面临的十种灾难

人类在高速发展现代文明的同时，不可忽略许多灾难在逐步逼近我们，本文总结了人类可能面临的十种灾难，并对其发生的概率和应对的措施有较详细的论述。     

Evolving into Magnetars from Normal Pulsars with a Low Braking Index

Anomalous x-ray pulsars （AXPs） and soft gamma-ray repeaters （SCRs） are believed to be candidates for magnetars, and they are powered by the decay of ultra-strong magnetic fields of〉 1014 C. From the modified spin-down relation of pulsars P ∝P^2-n, we find that the Vela pulsar would evolve into the classes of magnetars under some assumptions that pulsars lose their rotational energy only by magnetic dipole radiation and the braking index is a constant. Our rough calculation indicates that only pulsars with n - 1.3 - 1.6 can evolve into magnetars. Pulsars like Vela with a low braking index may be the progenitors of AXPs and SCRs. Regarding the mechanism evolved into magnetars, we suggest that pulsars＇ surface magnetic field component may be increased by frequent glitches.     

强激光驱动高能极化正负电子束与偏振伽马射线的研究进展

高能自旋极化正负电子束与偏振伽马射线在高能物理、实验室天体物理与核物理等领域有十分重要的应用.近年来随着超短超强激光脉冲技术的快速发展,利用强激光与物质相互作用的非线性康普顿散射和多光子Breit-Wheeler过程为制备高极化度、高束流密度的高能极化粒子束提供了新的可能.本文对基于强激光产生高能极化正负电子束与偏振伽马射线的研究成果进行简要回顾,并介绍了这些方法的基本物理原理和主要结果.     

PGAI瞬发伽玛射线活化成像技术理想化模型的模拟

为了讨论PGAI技术分析的准确性,并验证冷中子和热中子应用于PGAI技术的可行性,通过蒙特卡罗模拟计算软件对PGAI技术理想化模型进行了研究,采用高准直的冷中子及热中子束和高纯锗探测器,对一块5 cm× 5 cm×1 cm均匀铁单质样品进行了模拟计算及图像重建,选取的等效体积大小为1 cm×1 cm×1 cm。结果显示:两种能量中子可以用于PGAI技术实现元素分布测量,但无论使用何种能量中子,由于物料体效应带来的中子自屏效应、中子散射效应以及伽马射线自吸收作用,即便在对均匀单质样品进行测量时,图像重建结果也无法保证各位置元素响应的一致性。因此,在后续工作中,需理清PGAI物理机制,建立相应的修正模型。     

CdZnTe伽马射线探测器的能谱特性分析

CdZnTe(CZT)探测器目前在国内外天体物理研究中占有重要的地位。本文采用蒙特卡洛软件GEANT4模拟了CZT伽马射线探测器对伽马射线的能谱响应,研究了电子和空穴的输运特性、外加偏压、探测器厚度等因素对平面型探测器的能谱特性的影响规律。结果表明,在电子收集效率较高时,能量分辨率明显受迁移率寿命积比值((μτ)_e/(μτ)_h)的影响,比值越小,能量分辨率越好。增加工作电压可以提高载流子的收集效率和探测器的能量分辨率。在电子收集效率较高时,增大厚度可以弱化空穴信号贡献,提高能量分辨率。漂移程与晶体厚度之比(μτ)_eE/d可以用来估算平面型CZT探测器对低能射线的收集效率,并计算出其对应关系。     

伽马射线辐射原位强化增韧含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的PET/弹性体合金

在少量的交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯存在下,研究了高能伽马射线辐射对PET/弹性体（ST2000）合金的原位强化增韧效应.在PET合金熔融共混的高温下,TMPTA可与PET和ST2000的分子链发生反应,使PET和ST2000发生分子内和分子间的交联,增强界面相互作用,使得PET合金的冲击性能提高,但拉伸强度有所下降.PET合金经过高吸收剂量的伽马射线辐照后,可以原位增加体系内部弹性相和界面相的化学交联程度,进一步提升PET合金的综合力学性能.当吸收剂量为100 kGy时,样条在冲击测试条件下未发生断裂,同时拉伸强度几乎保持不变.     

Characteristics of Double Gamma-Ray Bursts

Double gamma-ray bursts （DGRBs） have two well-separated sub-bursts in the main prompt emission and the typical time interval between them is in the hundreds of seconds. Among DGRBs, gamma-ray bursts （DGRBs） 110801A and 120716A are the ones with known redshifts. However, unlike GRB 110801A, we show that the two sub-bursts of GRB 120716A is severally similar to the short- and long-duration GRBs, thus it is difficult to explain the origin of GRB 120716A by the popular models on the central engine of GRBs. We suggest that some mechanisms of x-ray flares in GRBs, i.e., a post-merger millisecond pulsars or the jet precession in a black hole hyperaccretion system may produce the DGRB.     

紧凑型单能伽马射线源

基于高亮度电子束与超短强激光相互作用的逆康普顿散射X/γ射线源具有单色性好、能量可调、偏振可控等特点,在核安全及核安保领域具有广泛的应用前景。清华大学将研制国际上首套能量达MeV的紧凑准单能伽马源装置并开展包括先进辐射成像、基于核共振荧光的物质分析检测等应用工作。给出该光源设计方案,以及针对其关键性能指标进行的优化及光源最终性能指标。目前已完成光源的设计,正在进行部件的加工采购,预计将于2023年启动装置的安装调试工作,于2025年完成项目的调试和验收。     

一种基于阶梯阈值的射线违禁品探测方法

在γ射线违禁品探测技术中,快速准确的γ射线康普顿散射信号平滑具有非常重要的意义。现有的多项式平滑法和小波分析方法不仅运算速度慢,且易受噪声干扰,容易出现弱峰、谱峰错位等问题。为解决上述问题,提出一种新的基于阶梯阈值的散射信号分析方法。首先通过数据预处理,计算康普顿散射信号的基底变量,然后根据自适应阶梯阈值和测量差值,依次迭代更新背散射数据,进行信号滤波,最后自动检测峰位,实现可疑物识别。实验结果表明,相比现有的信号分析方法,阶梯阈值算法能够降低噪声干扰,保留康普顿散射信号的峰值和峰位,运算速度快,满足便携式探测设备的实时性要求。Fast and accurate Compton scattering signal smoothing plays an important part for γ-ray-based contraband identification.Traditional methods based on polynomial averaging or wavelet analysis are not only slow but also sensitive to noise,which makes them suffer from issues such as peak amplitude decrease and peak dislocation.A new method based on step threshold is proposed for scattering signal analysis,which can overcome aforementioned issues.Firstly,the base value for Compton scattering signal is computed via data pre-processing.Secondly,the scattering data is iteratively updated using adaptive threshold and system measurement,thus producing smoothed signal data.At last,the peak is localized from the filtered signal data and abnormality is identified.Experimental results show that our method is robust against noise compared to existing methods.The amplitude and location of the peak can be accurately perceived and identified.The method is efficient and can be deployed on portable contraband detection devices.