聚丙烯酸铅辐射防护材料的制备及性能研究

采用化学接枝聚合法制备了聚丙烯酸铅辐射防护材料,利用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对其结构进行了分析,并利用多道γ谱仪测量了其屏蔽率.利用EGSnrc软件,通过蒙特卡罗模拟,理论计算了防护材料的屏蔽率,讨论了引入样品前后,注量和剂量的变化规律.结果表明：制备的防护材料具有优良的屏蔽性能,其屏蔽效果与射线能量有关.在纯空气介质中,注量和剂量的变化均与粒子能量相关,注量随深度成不连续的阶梯分布,梯高相等,梯宽逐渐变窄,剂量随深度缓慢增加.样品引入后,在空气介质区域,注量和剂量的变化不再与能量相关,而与样品的厚度有关.样品介质区域和空气介质区域的注量都成非线性变化,注量和剂量的变化率在样品与空气分界处,出现了明显的转折. 关键词： 辐射防护 屏蔽性能 EGSnrc     

高温堆乏燃料贮罐中子屏蔽性能计算

球床模块式高温气冷堆采用包覆颗粒球形燃料元件,在反应堆运行过程中,不断排出的乏燃料球将被装入乏燃料贮罐。乏燃料贮罐应选取适当的材料和厚度,对光子和中子进行有效屏蔽,使罐外的剂量率满足相应的限值要求。为此,使用张弛长度法和蒙特卡罗模拟法研究乏燃料贮罐的中子屏蔽性能。屏蔽材料为铁和含硼聚乙烯,计算了铁和不同B4C含量聚乙烯的屏蔽性能,并给出了乏燃料贮罐装满乏燃料球后,乏燃料球自吸收对贮罐外剂量率的影响。两种方法计算结果吻合很好,可以为实际工程中的屏蔽设计提供参考意见。     

高温堆乏燃料贮罐中子屏蔽性能计算

球床模块式高温气冷堆采用包覆颗粒球形燃料元件,在反应堆运行过程中,不断排出的乏燃料球将被装入乏燃料贮罐。乏燃料贮罐应选取适当的材料和厚度,对光子和中子进行有效屏蔽,使罐外的剂量率满足相应的限值要求。为此,使用张弛长度法和蒙特卡罗模拟法研究乏燃料贮罐的中子屏蔽性能。屏蔽材料为铁和含硼聚乙烯,计算了铁和不同B4C含量聚乙烯的屏蔽性能,并给出了乏燃料贮罐装满乏燃料球后,乏燃料球自吸收对贮罐外剂量率的影响。两种方法计算结果吻合很好,可以为实际工程中的屏蔽设计提供参考意见。     

环烷酸铅和烷基水杨酸铅的微波原位合成及其摩擦学性能

在液体石蜡中采用微波技术原位合成了油溶性环烷酸铅（LN）和十二烷基水杨酸铅（LAS）,在高速低负荷（r=1500±10rpm,P=196-392N)和低速高负荷（r=300±10rpm,P=800N)两种条件下,用四球摩擦磨损试验对LN,LAS和对应的羧酸进行了摩擦学性能评价,用往复式摩试验机考察了LN和LAS抗磨减摩性能,结果表明：LN具有良好的抗磨减磨性能和中等的极压性能,且各项摩擦学性能指标均好于LAS。为弄清其作用机理,从分子结构分析了产生摩擦学性能差异的原因,并用SEM及XPS研究了磨斑表面,结果发现：摩擦过程中,LN和LAS都能在摩擦副表面形成吸附膜且部分吸附膜发生摩擦化学反应产生了铅氧化物转化膜,但所形成的吸附膜和转化膜厚度不同。     

铅纳米微粒用作油性润滑的摩擦学性能研究

在石蜡油 聚乙二醇的混合溶剂中 ,通过液相分散法成功地制备出了铅纳米微粒 .其中 ,石蜡油是反应介质 ,聚乙二醇是抗氧化剂 .同时 ,对铅纳米微粒的形貌和结构进行了透射电镜 (TEM)和X光衍射 (XRD)表征 .结果表明 ,铅纳米微粒呈球形 ,平均粒径为 70nm ,具有与本体铅相同的晶体结构 .另外 ,在四球试验机上表征了铅纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能 .摩擦试验表明 ,铅纳米微粒具有良好的减摩抗磨性能 ,并能够显著改善基础油的承载能力 .磨斑表面分析表明 ,铅纳米微粒的抗磨减摩机制不是形成金属沉积膜 ,可能是在摩擦接触面形成滑动 轴承系     

颗粒对SiC_w/SiC层状陶瓷电磁屏蔽性能的影响

层状陶瓷材料的电磁屏蔽效能对结构功能一体化层状陶瓷材料的设计具有重要影响。采用流延法与化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺相结合制备SiC_w/Si C层状陶瓷,研究碳化硅颗粒(Si C particle,SiCp)、氮化硅颗粒(Si_3N_4particle,Si_3N_4p)对SiC_w/Si C层状陶瓷电磁屏蔽性能的影响。结果表明:SiC_w/Si C层状陶瓷具有较高的电磁屏蔽性能,颗粒的加入有助于提高层状陶瓷的电磁屏蔽性能。颗粒粒径越小,材料的电磁屏蔽性能越好;并且SiCp的电磁屏蔽作用强于Si_3N_4p。     

用手机检测微波炉的屏蔽效果

微波炉能屏蔽手机信号吗?还用问吗!当然能,不然它怎么屏蔽微波信号呢!如果你是这种观点,那么请你试试.很简单,将一部手机放人微波炉,用另一部手机拨打看能否拨通?听到了铃声吗?结果你会发现,不但能拨通还能听到铃声.     

磁场下夹层结构的高能电子屏蔽性能

针对空间高能电子环境可能造成的航天设备故障、宇航员辐照损伤等情况,基于电子束返回效应,提出了一种磁场下金属/真空夹层式高能电子屏蔽结构。采用Geant4软件,模拟空间高能电子连续能谱,研究磁场下夹层式结构的高能电子屏蔽性能。此外,建立体素模型,计算射线在人体中的累积剂量,从而评估磁感应强度、屏蔽体材料对屏蔽性能的影响。结果表明：与传统被动屏蔽方式相比,夹层式结构具有电子屏蔽性能高、生成透射次级X射线少的特点;随着磁感应强度增加,体模中累积剂量下降,证明夹层结构的电子屏蔽性能不断提升;Ti/Ti材料组合的屏蔽方式具有更优越的高能电子屏蔽性能。该结构具备较好的高能电子屏蔽性能,将来有望对空间高能电子辐射环境进行有效防护。     

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的掺钇钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）实验手段，对掺钇钨酸晶体的微观缺陷进行研究。实验表明，钇掺杂能够提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子俘获中心浓度下降，低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y^3 占据VPb的形式存在。Y^3 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因，而由于晶体内低价氧浓度的减少，作为绿光发光中心的（WO3＋O^-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。     

钨酸铅晶体抗辐射性能的测试

大型强子对撞机(LHC)运行时具有很高的辐射背景,为达到所要求的电磁量能器的测量精度对研制中的钨酸铅晶体的抗辐照性能提出了很高的要求.本文主要介绍了用⁶⁰Co的γ射线,在相应的辐照剂量率辐照下,对几种全尺寸(23cm长)钨酸铅晶体抗辐照性能的评估和测量方法.研究了晶体在侧面辐照条件下对光产额及纵向发光均匀性的影响,给出了对几种晶体的测量结果.     

钨酸铅晶体的性能测试

通过实验给出了不同生长条件下的钨酸铅(PbWO₄或PWO)晶体的多项性能指标,包括激发发射谱、透射谱、荧光衰减时间、光产额、辐照损伤等实验结果,并对结果进行了讨论.     

大空腔探测系统的Am-Li中子优化屏蔽

为了减少Am-Li中子本底对高浓铀部件质量主动多重性测量的影响,对大空腔探测系统(NPLNMC)Am-Li中子本底的优化屏蔽进行了模拟研究,提出了一个基于高密度聚乙烯为中子屏蔽体的优化方案。通过对比模拟结果与屏蔽前实验测量结果,发现屏蔽使Am-Li中子本底探测效率明显降低,从原来的15.77%降为屏蔽后的1.94%,大约降低了87.7%;而屏蔽对裂变中子计数的影响却相对较小,只比屏蔽前降低约2.4%。本底中子计数的降低明显提高了系统对铀部件质量测量的灵敏度,在3000s测量时间内,其质量测量下限从原来的大约6.4kg下降到屏蔽后的2.6kg;同时,屏蔽后的NPL-NMC系统在相同测量条件下,铀部件质量测量准确性提高50%以上。     

大空腔探测系统的Am-Li中子优化屏蔽

为了减少Am-Li中子本底对高浓铀部件质量主动多重性测量的影响,对大空腔探测系统（NPL-NMC）Am-Li中子本底的优化屏蔽进行了模拟研究,提出了一个基于高密度聚乙烯为中子屏蔽体的优化方案。通过对比模拟结果与屏蔽前实验测量结果,发现屏蔽使Am-Li中子本底探测效率明显降低,从原来的15.77%降为屏蔽后的1.94%,大约降低了87.7%;而屏蔽对裂变中子计数的影响却相对较小,只比屏蔽前降低约2.4%。本底中子计数的降低明显提高了系统对铀部件质量测量的灵敏度,在3000 s测量时间内,其质量测量下限从原来的大约6.4 kg下降到屏蔽后的2.6 kg;同时,屏蔽后的NPL-NMC系统在相同测量条件下,铀部件质量测量准确性提高50%以上。     

铅对粉末药型罩性能的影响

 为了研究铅粉对钨铜粉末药型罩性能的影响,在钨铜药型罩原配方的基础上,添加5%～20%的铅粉进行实验研究。实验结果表明：添加铅粉可以减少粉末药型罩的孔隙度;随着铅粉添加量的增加,射流的侵彻深度和入口孔径均增加,当铅含量为10%～15%时,侵彻深度和入口孔径达到最佳值,侵彻深度可以提高30%,再添加铅粉,侵彻深度和入口孔径均随之下降。从粉末药型罩成型以及射流的形成、拉伸及侵彻靶板等方面,对造成这种现象的原因进行了详细分析,获得了铅对粉末药型罩性能影响的一些机理认识。研究结果为铅粉代替铋粉添加到钨铜粉末药型罩以提高其侵彻性能提供了一定的理论依据。     

硅烷偶联剂改性的芪3掺杂铅-锡-氟磷酸盐玻璃发光性能的研究

采用硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行表面改性,改性粉末的IR透射谱显示KBM403已经吸附在SnF2粉末表面,这种改性除了物理吸附外还存在微弱的化学吸附。采用溶有芪3的硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行改性,经改性的SnF2粉末有利于提高有机染料芪3掺杂的分散性。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅-锡-氟磷酸盐玻璃,获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃。对玻璃的吸收、透射谱和激发发射谱进行分析,表明KBM403的介入改善了芪3在玻璃中的溶解性和分散性,减少了芪3二聚物的产生,提高了玻璃的透射率和均匀性。由于KBM403的改性减少了芪3二聚物所带来的荧光猝灭,同时KBM403与染料分子的相互作用增加了染料分子的刚性,玻璃的发光强度显著提高。     

有机锡化合物掺杂聚乙烯基甲苯基塑料闪烁体的制备、光学和闪烁性能EI北大核心CSCD

传统的塑料闪烁体由于其低有效原子序数和密度,不适用于能谱探测领域。有机重金属化合物掺杂塑料闪烁体的制备为塑料闪烁体实现能谱探测提供了一种有效途径。而有机锡化合物掺杂塑料闪烁体具有高光峰灵敏度,并保留了塑料闪烁体的快衰减特性。本文通过自由基聚合的方法成功制备了不同浓度2-(三丁基锡烷基)呋喃掺杂的聚乙烯基甲苯(PVT)基塑料闪烁体,并对其光学和闪烁性能进行了测试和比较。其中掺杂20%2-(三丁基锡烷基)呋喃的PVT基塑料闪烁体的透光率可达90%,X射线激发发射光谱主峰位于425 nm处,光产额为6700 ph/MeV,能量分辨率为15.8%@662 keV,衰减时间约为4.3 ns。我们也制备了1英寸直径、掺杂20%2-(三丁基锡烷基)呋喃的塑料闪烁体,具有6300 ph/MeV的光产额和15.8%@662 keV的能量分辨率。     

碳化硼、磷化硼与砷化硼的结构计算与热电性能研究

应用离散变分X_α量子化学分子轨道计算方法,研究了碳化硼、磷化硼和砷化硼在组成、结构、化学键和热电性能之间的关系,讨论了三种材料的同异之处。磷化硼和砷化硼虽然具有和碳化硼类似的结构,但是由于它们的P-P或As-As二原子链无双链特征,难以进行电子的传递;碳化硼的C-B-C或C-B-B三原子链上的键具有双键特征,有利于电子的传递及极化子的跃迁。因此,磷化硼和砷化硼无双键结构应该是其热电转换性能很差,以至被排除在热电材料之外的主要原因;而碳化硼的热电转换性能远优于磷化硼和砷化硼,具有双键特征应该是其主要原因。     

P-I-N型锡铅钙钛矿太阳电池性能的限制因素及解决策略

锡铅钙钛矿太阳电池已被证明可以用于全钙钛矿叠层太阳电池中,作为窄带隙底电池进一步提高器件光电转换效率.目前, P-I-N型锡铅钙钛矿太阳电池的最高效率为21.7%,明显低于铅基钙钛矿太阳电池.本文分析了限制其性能提高的主要因素,并针对性地总结了近几年研究工作者们提出的有效解决策略,主要包括:1)通过添加富锡化合物、强还原剂或含大的有机阳离子的化合物以抑制Sn²⁺氧化,减少锡铅钙钛矿材料p型掺杂程度,降低电池开路电压损耗; 2)通过调控组分、改变钙钛矿薄膜制备方法、溶剂工程或添加含功能性基团的化合物以延缓锡铅钙钛矿薄膜结晶生长速率,提高薄膜质量; 3)通过选用合适的电子传输层或空穴传输层,减少能级失配对载流子传输的影响或避免载流子传输层的本身不稳定性对器件的影响.最后,本文展望了锡铅钙钛矿太阳电池的未来发展,认为其不仅有望实现高效稳定的单结太阳电池,而且还可以应用于高效全钙钛矿叠层太阳电池.