PET回旋加速器内部束流测量探头热分析

基于时域有限差分法（FDTD）对PET回旋加速器内部束流测量探头的热传导过程进行了数值模拟。定义了运动和固定两种探头测量模式,在辐射散热的条件下,分别研究了3种探头材料（铜、钽、钨）在两种模式下的表面最高温度和尾部温度随功率加载时间的变化。研究表明：运动模式下,3种探头材料没有明显的优劣,探头速度选为10 mm/s较为合适;固定模式下,由于铜材料具有高黑度、高热导率的优点,是设计探头的最佳材料。     

低能质子束产生感生放射性的蒙特卡罗模拟

质子束轰击探测器产生的感生放射性核素,将使探测器成为一个典型的外照射辐射源,针对感生放射性核素种类、活度的计算有利于辐射防护工作的开展。使用FLUKA蒙特卡罗程序,研究了低能质子束（20 MeV以内）轰击三种探头材料（铜、钽、钨）产生的感生放射性问题,得到探头材料在一定照射时间下的放射性核素活度及指定冷却时间后的剂量水平。研究结果表明,质子束轰击铜探头产生感生放射性的能量阈值最低（4~5 MeV）,而钨、钽探头与质子束产生感生放射性的能量阈值较高。相同照射时间下的钨、钽探头产生感生放射性总活度远低于铜探头,在冷却1 h后其放射性总活度降至最低。     

重水的冲击压缩性

 用二级轻气炮作为加载装置，测量了重水（D₂O）的冲击压缩线，压力范围为10~43 GPa。用轴对称式电磁感应探头测量冲击波速度，测量精度约1.2%~1.5%。用电探针测量飞片速度，其精度约0.5%。用对比法原理进行测量，标准样品材料为无氧铜。实验发现，重水的冲击波速度随粒子速度变化呈斜率不同的两段直线关系，两线连结处出现拐折。分析认为，这一现象可能由液体D₂O分子在冲击波作用下的离解过程引起。     

一个简单、快速、非破坏性地测定低导热材料导热系数的热比较仪

Powell提出的热比较器法具有测试时间短、不破坏被测材料的优点.在Powell热比较器的基础上,参考Goldsmid比较器,我们设计了一种适宜测试各种建筑材料、塑料等低导热材料导热系数的热比较仪. 该仪器的测量本体是一个特殊的探头(见图1).探头的主要测试元件是两对铜—镰铜热电偶.温差热电偶A用以测定热端与探头触点之间的温差,温差热电偶B用来测定     

导流型热蒸发沉积制备微球表面聚酰胺酸涂层

 在自行研制的导流型热蒸发沉积装置上开展了微球表面聚酰胺酸（PAA）涂层制备工艺研究。探讨了单体原料处理和改变升温过程对沉积速率的影响。两种单体分别采用两个相互独立的蒸发源加热蒸发,使用两个晶振膜厚测量探头,通过对膜厚探头、样品盘和导流管端头三者的空间位置和对称关系的调整和实验标定,实现了两种单体近似等化学计量比的沉积。采用间歇性压电振动或敲击配合样品盘的旋转作为微球运动的激励方式,在聚-α-甲基苯乙烯（PAMS）微球上制备出均匀的表面质量好的PAA涂层。     

纳秒电磁脉冲测量用D-dot探头设计及实验

为测量高空核爆炸电磁脉冲（HEMP）模拟器中脉冲电场波形（峰值电场大于50 kV/m、上升时间小于2.3 ns）,设计了一种新型圆锥形D-dot探测器。介绍了D-dot探头的工作原理,分析了探头与传输电缆的阻抗匹配条件,确定了探头的结构、尺寸等参数。D-dot探头测量脉冲电场的一阶微分信号,通过积分器积分和数字积分两种积分方式获得脉冲电场信号。测量电磁脉冲实验结果表明,积分器积分和数字积分两种积分方式都能恢复脉冲电场波形,其中数字积分效果更好;与有源光纤电场测量系统实验测量结果相比,该D-dot探测器更适合测量纳秒级快前沿的电磁脉冲波形,满足测量快前沿HEMP信号的设计要求。     

用原位漫反射红外光谱研究升温速率对HMX炸药热分解过程的影响

传统研究材料热稳定性的方法包括热失重（TG）（热介电法、热电阻）、真空安定性（VST）、差热分析（DTA）、差示扫描量热法（DSC）等。其中，TG是测量炸药重量变化与温度的函数关系，ST是测量真空状态下炸药热分解所产生的气体量，DTA和DSC是测量炸药在不同温度下，由于发生相变所表现出的变化（吸热或放热）。以上这些方法得到的是炸药热性质的宏观信息，而无法反映炸药在不同温度下的微观化学变化。原位红外光谱法是一种新兴的动态研究方法。该方法结合ir原位实时监控和红外光谱精确分析物质化学结构的优点，通过实时跟踪材料在不同温度下的化学变化，测定材料的微观结构与温度的关系。     

理论物理所专题讲座

 我国著名的高温超导专家中科院物理所研究员赵忠贤先生,应邀作了专题报告《高温超导研究现状》该报告包括三个方面:一、材料、结构、化学特征化及均匀性研究进展:①材料:按结构分类有二十几种超导材料.其中最常用的铜基氧化物超导材料的转化温度已从当初的30K提高到125K,其结构共性为两配位,四配位,五配位,六配位的铜氧团以不同的组合形式生成;一层铜氧面与两层铜氧面的T_c比近于2/3（Bi系例外?）;最佳组合似为四配位与五配位.     

磁绝缘传输线电流测量差模式B-dot探头

研制了一种用于磁绝缘传输线（MITL）电流测量的差模式B-dot探头;利用PSpice商用软件和标定实验数据,建立了该探头等效电路模型,给出了探头系统传递函数,并分析了探头频率响应特性。计算结果表明,该探头对于被测信号大于2.5 MHz频率分量部分的相频响应基本保持不变,而幅频响应曲线呈较好的直线性。该探头已用于强光一号1.0 m长、2 cm阴阳极间隙的同轴型MITL电流传输特性研究实验,并获得了较好的测量波形。测量结果表明：短路负载条件下,传输线沿线不同位置B-dot 电流测量结果基本相同,峰值电流约1.0 MA、峰值时间约125 ns。即传输线沿线电流损失几乎可以忽略,该实验结果与短路负载MITL工作特性理论较好地吻合。     

无氧铜平面冲击波实验的锰铜应力计测试

 利用纵向锰铜应力计,对无氧铜（OFHC）材料进行了层裂实验,得到了典型的层裂信号;同时测量试件中的纵向应力和横向应力,直接确定了其流动应力。对实验结果与理论计算结果进行了比较,讨论了高压、高应变率下的强度模型以及横向应力计测试问题。     

固态热容激光器3维瞬态热畸变模拟分析

 根据固态热容激光器的动态工作特性,考虑热力学参数与温度的关系,采用3维有限差分方法模拟分析了薄片热容激光器的3维温度和热应力分布随时间的变化关系。计算了热容激光器的热畸变和退偏损耗随时间的动态变化规律,并与采用连续水冷却方式工作的圆棒激光器的热畸变特性做了比较。模拟结果显示,形变是引起波前相位畸变的主要因素,退偏损耗随泵浦时间增加和泵浦功率增大而非线性增大。     

Dynamic Calibration and Performance of Reliable and Fast-Response Coaxial Temperature Probes in a Shock Tube Facility

An experimental dynamic calibration technique of reliable, rugged, low-cost, and fast-response coaxial temperature probes is presented. These probes were successfully designed and fabricated in-house, in conjunction with its signal processing circuit, which can be used for transient heat transfer measurements in a hypersonic testing facility. These probes have a response time less than 50 μs with a rise time less than 0.3 μs. Two types of scratches were used, mainly abrasive papers with different grit sizes and scalpel blades with different thicknesses to form the probe junction. The effect of the scratch technique on the probe's thermal product is investigated. The probes were tested and calibrated in the test section and end wall of the UNITEN shock tube facility at different axial and radial locations. The effects of placing the coaxial temperature probe at different axial and radial distances, different working fluids, and different Mach numbers on the transient surface temperature rise were examined. It was observed from the dynamic calibration results that the thermal product of a particular coaxial temperature probe depends on Mach number, junction scratch technique, and junction location, as well as on the enthalpy conditions. It was also noticed that the calibrated coaxial temperature probe using the scalpel blade technique with a particular blade size gives consistent thermal product values. Thus, it does not require an individual calibration. However, for a coaxial temperature probe whose junction was created using the abrasive paper technique with different grit sizes, a calibration for each coaxial temperature probe is likely to be needed.     

固态热容激光器3维瞬态热畸变模拟分析

根据固态热容激光器的动态工作特性,考虑热力学参数与温度的关系,采用3维有限差分方法模拟分析了薄片热容激光器的3维温度和热应力分布随时间的变化关系。计算了热容激光器的热畸变和退偏损耗随时间的动态变化规律,并与采用连续水冷却方式工作的圆棒激光器的热畸变特性做了比较。模拟结果显示,形变是引起波前相位畸变的主要因素,退偏损耗随泵浦时间增加和泵浦功率增大而非线性增大。     

相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟

提出了一种采用定形相变材料蓄能的低温热水采暖地板形式。为了研究定形相变材料蓄能式低温热水采暖地板的传热性能,建立了该地板的传热分析模型。分析了相变材料的相变温度对地板表面平均热流密度和蓄能比的影响;比较了相变材料潜热蓄能地板与混凝土显热蓄能地板的热性能差异。结果表明:定形相变材料地板停止加热后仍可以在较长时间内保持稳定的热流密度。同时定形相变材料地板具有较大的蓄能比,使其夜间蓄存的热量可被更多地用于日间供热。     

ADS注入器Ⅱ热冲击损伤研究(英文)

由于束流脉冲无法控制而引起直线加速器的热冲击损伤是造成加速器无法完成聚束及偏转的主要因素,而对热冲击进行定量的热应力评估可以有效地避免RFQ、超导腔以及其他加速元件等加速器设备的损伤,这在研制强流直线加速器的过程中至关重要。本研究引用一种新颖的计算方法定量分析整个注入器的热冲击损伤并明确了三种不同材料高纯铌、无氧铜和不锈钢对应的加速器件的热冲击的特征。基于有限元方法对瞬态热应力进行分析,得出三种不同材料对应的加速器件在入射角度为90度时的温度分析结果。对于所研制的注入能量低于10 MeV的强流直线加速器来讲,得到可允许的入射时间为20μs。     

Dynamic thermo-mechanical coupled response of random particulate composites:A statistical two-scale method

This paper focuses on the dynamic thermo-mechanical coupled response of random particulate composite materials.Both the inertia term and coupling term are considered in the dynamic coupled problem. The formulation of the problem by a statistical second-order two-scale(SSOTS) analysis method and the algorithm procedure based on the finite-element difference method are presented. Numerical results of coupled cases are compared with those of uncoupled cases. It shows that the coupling effects on temperature, thermal flux, displacement, and stresses are very distinct, and the microcharacteristics of particles affect the coupling effect of the random composites. Furthermore, the coupling effect causes a lag in the variations of temperature, thermal flux, displacement, and stresses.     

Thermal conductivity of e-beam coatings

We present the results of the study on the thermal conductivity of different thin film materials produced by conventional thermal evaporation. The main features of the thermal pulse method employed for the measurement of the thermal conductivity are described. Thermal conductivity can be measured by determining the traveling time of a thermal wave propagating trough the film. A pump laser beam is directed onto a sample consisting of a thin transparent test layer and a totally absorbing substrate for the laser wavelength. As a consequence of the laser pulse, a temperature profile builds up at the substrate-film interface. A thermal pulse starts to diffuse from the substrate-film interface to the surface of the layer. Therefore, the temperature rise at the surface of the test layer starts with a time delay with respect to the laser pulse. The time delay depends on the propagation time of the thermal wave through the layer and is related to the thermal conductivity and the thickness of the layer. Measurements are evaluated by calculations based on the finite difference method. The results show that the analyzed thin films have lower thermal conductivity than the corresponding materials in bulk form.     

芳香烃中位取代氟硼二吡咯的薄膜放大自发辐射稳定性研究

对苯基、萘基和蒽基在中位取代的氟硼二吡咯(BODIPY)衍生物薄膜的放大自发辐射(ASE)性能进行了研究,探讨了影响材料ASE稳定性的因素。首先,将3种BODIPY衍生物材料PhBOD、NaBOD和EnBOD掺入聚苯乙烯经溶液旋涂法制备成薄膜,接下来测试了吸收光谱和荧光光谱,然后在光泵浦条件下测量了3种样品的ASE性能,获得了材料的ASE阈值。进一步通过长时间泵浦、环境中长时间放置和高温环境下泵浦等方法研究了材料的光稳定性、ASE环境稳定性和热稳定性。最后使用Gaussian 09计算了分子基态性质。实验结果表明,PhBOD、NaBOD和EnBOD薄膜的初始阈值分别为12.4,4.55,3.4 k W/cm~2,其中PhBOD有较强的ASE稳定性。ASE稳定性差异可能与分子结构的共轭程度和化学稳定性相关。分子中各个基团的共轭程度较大、Mulliken电荷分布对称性较好的材料具有较好的ASE稳定性。     

The magnetic phase transition in amorphous ferromagnets and in spin glasses

The magnetic phase transition in materials with exchange disorder (amorphous ferromagnets, spin glasses) is discussed. In the critical temperature range the behavior of amorphous ferromagnetic transition metal-metalloid glasses is found to be similar to the one derived for a three-dimensional homogeneous Heisenberg ferromagnet. The most prominent difference between disordered and homogeneous materials is manifested in a large temperature range of deviations from the mean field behavior beyond the critical region, as observed experimentally for the temperature dependence of the linear susceptibility of amorphous ferromagnets and of the nonlinear susceptibility of spin glasses. A molecular field theory with correlations in space and time is developed, which relates the deviations from the mean field behavior to the interplay between the temperature dependent thermal correlations in the spin system and the spatial fluctuations of the material. Application to dynamical processes (kinetic critical slowing down) is discussed.