氦的化合物和粒子的固化

就宇宙而言,氦不是稀有气体,同样,也非惰性气体,因为氦可以与其它元素生成化合物. 衰变而发射 粒子, 俘获电子而变为氦气 ,导致钚体积年增加6.8% ,损害钚晶格.所谓”固化 粒子”, 即使 粒子与其它原子生成固态离子化合物, 最有希望的生成碳或铝的氦化合物.可以基本消除氦泡的影响.这是举世瞩目的.     

嵌入原子法计算金属钚中点缺陷的能量

钚因放射性衰变而出现老化效应.钚中点缺陷的性质和行为是理解钚老化效应的一个基础和前提.运用分子动力学模拟技术,计算了金属钚中点缺陷和点缺陷团簇的形成能和结合能.其中钚-钚、钚-氦和氦-氦相互作用势分别采用嵌入原子多体势、Morse对势和Lennard-Jones对势.计算结果表明,单个自间隙原子易以〈100〉哑铃状形态存在;间隙氦原子在理想晶格的八面体间隙位置相对较为稳定;氦原子与空位的结合能较大,在钚的自辐照过程中两者易于结合并形成氦-空位团簇;氦-空位团簇的形成能随氦原子数的增加而增大,当氦与空位的数     

超强激光与固体气体复合靶作用产生高能氦离子

激光氦离子源产生的MeV能量的氦离子因有望用于聚变反应堆材料辐照损伤的模拟研究而得到关注.目前激光驱动氦离子源的主要方案是采用相对论激光与氦气射流作用加速高能氦离子,但这种方案在实验上难以产生具有前向性和准单能性、数MeV能量、高产额的氦离子束,而这些氦离子束特性是材料辐照损伤研究中十分关注的.不同于上述激光氦离子产生方法,我们提出了一种利用超强激光与固体-气体复合靶作用产生氦离子的新方法.利用这种方法,在实验上,采用功率密度5×10~(18)W/cm~2的皮秒脉宽的激光脉冲与铜-氦气复合靶作用,产生了前向发射的2.7 MeV的准单能氦离子束,能量超过0.5 MeV的氦离子产额约为10~(13)/sr.二维粒子模拟显示,氦离子在靶背鞘场加速和类无碰撞冲击波加速两种加速机理共同作用下得到加速.同时粒子模拟还显示氦离子截止能量与超热电子温度成正比.     

第一性原理计算α-ScDx(D=H,He)的弹性常数

本文采用第一性原理方法研究了α相钪氢化合物(α-ScH _x )和α相钪氦化合物(α-ScHe _x )的弹性常数,其中x=0,1/4,1/8,1/32表示H原子和He原子在α-ScD_x(D=H,He)中的浓度.研究结果表明,对于钪,氢和氦对晶体的弹性性质的影响截然不同.钪氢化合物晶体的弹性常数基本上随着晶体中氢的浓度增加而增加,这跟实验测量得出的结论一致;然而,钪氦化合物体系的弹性常数几乎随着氦浓度的 关键词： 第一性原理 弹性常数 x')" href="#">α-ScH _x x')" href="#">α-ScHe _x     

高压下惰性元素氦化合物的研究进展

氦(He)是元素周期表第2号元素,也是宇宙中除氢以外含量最丰富的元素,广泛存在于恒星和气态巨行星(gas giant planets)的内部高压强(高压)极端环境中。氦因其满壳层的电子结构具有极强的化学惰性,极难与其他元素结合形成化合物。近年来,多项研究工作表明,惰性氦在极端高压条件下具有“不简单”的物理行为,如通过计算“预言”了在高压下稳定的铁氧氦化合物FeO₂He和具有反常原子传播的水氦化合物He-H₂O等。这些研究工作不仅有助于发现新的化学成键范式,也有力推动了高压物理、地学和行星科学等相关领域的研究进展。本文重点介绍了高压下氦化合物的相关研究进展,聚焦讨论氦化合物在高压下稳定的物理机制,并对未来在高压下设计和制备新型氦化合物的相关研究进行展望。     

快点火参数窗口的计算

在入射粒子和等离子体相互作用物理学基础上,采用蒙特卡罗方法计算了常温和10 keV下,电子、氢、氘、氚和氦粒子在500 g/cm3纯氘等离子体中的能量损失、射程,以及在和燃料直径为50 m,在边缘、中心点火两种方式下的能量沉积时间,得出燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。实现快点火的边缘(中心)点火要求的最低入射束流强度:电子束为363(458) MA,质子束为187(355) MA,氘束为13.1(24.8) MA,氚束为10.9(20.9) MA,氦束为9.34(17.0) MA。单个粒子在边缘(中心)点火的最长能量沉积时间分别为电子0.036(0.078) ps,质子0.219(0.569) ps,氘0.241(0.651) ps,氚0.320(0.854) ps,氦0.228(0.592) ps,均小于燃料约束时间。数据的分析表明,入射粒子射程的末端设计在加热区,可以有效提高加热效率,同时也可以降低需要的束流强度。点火需要的最低总能量,应通过增加入射粒子的流强来实现。     

简单的原子极端的核——对奇异氦的激光捕捉与探测

氦-8 (8He) 是丰中子核.它由2个质子与6个中子组成,平均寿命为0.2s,其中子丰度是在已知的所有原子核中最高的.氦-8的结构中有一个紧密束缚的α粒子,环绕于α粒子有4个松散的中子,其分布范围较大,形成中子晕.因为氦-8有这特殊的结构,它为研究基础核作用力提供了一个有意义的系统.文章作者近期使用原子阱及激光冷却技术成功地捕捉到这个奇异的氦同位素,并对阱内单原子做了精密的激光光谱测量,由此首次得到氦-8的核电荷半径.这个结果可与不同的核结构理论计算值相比较,有助于了解在极端丰中子环境中的核作用力以及核结构.     

基于波移光纤及硅光电倍增管的钚气溶胶测量系统北大核心CSCD

钚气溶胶测量是进行钚材料相关实验研究的基础。为了确保辐射安全,常需将钚材料密封于密闭容器内以实现对钚气溶胶的包容,商用钚气溶胶监测设备由于难以放入含钚密闭容器而不适用于该应用场景下钚气溶胶浓度的监测。使用ZnS(Ag)闪烁体作为辐射灵敏材料放置于含钚密闭容器内,通过波移光纤将闪烁体信号引出密闭容器,并通过硅光电倍增管实现对闪烁体信号的采集,使用该技术路线建立的钚气溶胶测量系统能够用于密闭容器内钚气溶胶的测量。该测量系统可根据具体需求实现对探测器尺寸、形状的定制,具有功耗低,结构相对简单等优点,实现了密闭容器内钚气溶胶的远程就地测量,具备n/γ混合辐射场下α粒子甄别测量能力。     

氢化钚与CO反应体系的耦合效应

氢化钚与CO反应体系有七个独立组分、四种元素和三个独立反应方程式,分别计算了CO(g)、CO2(g)和H2(g)在同时反应和单独反应中的平衡组成。计算表明：同时反应有耦合作用,低温有利于CO(g)的转化和Pu2O3(s)的生成。与单独反应相比,体系中有较多的Pu2O3(s)生成,其平衡组成也有较大差异。计算结果对钚的表面防腐有一定的参考价值。     

氦原子的超球绝热势

利用B样条技术和两粒子角函数,对氦原子的超球绝热哈密顿方程进行数值计算.获得了氦原子¹S和¹P态的超球势曲线和绝热道函数.计算结果与文献中的结果一致.文中计算方法可以处理三体系统的高角动量问题.     

竖直管道内湍流混合对流换热研究

本文对空气在竖直圆管中的湍流混合对流换热进行了实验研究和数值模拟,并对异种气体(氦气)对混合对流换热的影响进行了初步的实验研究。研究发现,空气在竖直圆管中向上流动时,随着热流密度的不断增大,出现换热恶化现象。如果浮升力足够大,则换热效果在降到最低点后又好转。在实验过程中,由于实验条件所限没有发现异种气体对混合对流换热有显著的影响。     

Overtone spectroscopy of water molecules based on room temperature diode laser emitting in the NIR range

The measurement of very weak overtone spectroscopic line shape of water molecule is performed using wavelength modulation spectroscopy (WMS). In this work a high resolution near infrared diode laser spectrometer is used to record first derivative (1f) signal of buffer gas Helium and Carbon dioxide broadened water vapour transitions around 820 nm wavelength region. The effect of collision due to perturber pressure on signal to noise ratio (SNR) is discussed. The Lorentzian HWHM of observed 1f signal is calculated. The comparison is made between collisional broadening of water vapour transition broadened by inert gas Helium and high quadrupole moment active gas Carbon dioxide.     

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简要介绍了EAST装置远红外激光干涉仪光源——DCN激光器的工作原理、结构和相关改进。DCN激光器采用He、CD4、D2和N24种工作气体。实验过程中,通过调节气体压强和阴极电流、改变各种工作气体配比等手段优化DCN激光器输出功率。实验结果显示：输出功率随电流的增大会达到饱和,在电流为1.0A输出功率达到最大;输出功率随压强先增大后减小,在压强为32Pa时达到最大值;工作气体的最佳配比为He： CD4： D2： N2=2：3：5：3。     

连续辉光放电波导型远红外氘化氰激光器输出性能优化

简要介绍了EAST 装置远红外激光干涉仪光源--DCN 激光器的工作原理、结构和相关改进。DCN 激光器采用He、CD₄、D₂ 和N₂ 4 种工作气体。实验过程中,通过调节气体压强和阴极电流、改变各种工作气体配比等手段优化DCN 激光器输出功率。实验结果显示：输出功率随电流的增大会达到饱和,在电流为1.0A 输出功率达到最大;输出功率随压强先增大后减小,在压强为32Pa 时达到最大值;工作气体的最佳配比为He: CD₄: D₂: N₂=2: 3: 5: 3。     

Effect of buffer gases on the performance of SO2 trace measurement based on photoacoustic spectroscopy

In this experimental work a laser photoacoustic spectrometer designed and fabricated. System sensitivity for detection of SO₂ and NO₂ was measured. Resonance frequency variation versus pressure increase of Nitrogen, Argon, Helium and Air buffer gases was studied. Results show that, sensitivity of system for SO₂ and NO₂ are 353 ppb and 963 ppb respectively. It was shown that resonance frequency for Nitrogen, Argon, and Air buffer gases was not noticeably varied by buffer gas pressure increasing, but for Helium, resonance frequency not only is not in range of three other gases, but also grows by pressure increasing. The system noises were damped preparing two buffer chambers.     

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对清洗放电时ITER辉光放电电极采用水冷和气冷条件下的电极冷却进行了计算。当辉光放电清洗功率为9000W,冷却水的流速为4~6m.s-1,入口温度为室温25°C时,电极的温升不会超100°C。当冷却媒介为氦(He),速度为300m.s-1,入口温度为室温25°C时,最高温度不会超过200°C。计算表明,当仅仅考虑因辉光放电电功率所导致电极发热时,水冷可以满足电极辉光放电时的冷却要求。     

Suitability of ion pump for evacuation of a closed He cycled Mössbauer cryostat

For Mössbauer studies at very low temperatures, the target holder kept at 11°K with the help of a closed He cycle Mössbauer shroud, has to be insulated by evacuating the outside enclosure surrounding the shroud. The target is kept in thermal contact with the cryostat cold finger through He gas at atmospheric pressure. This provides a vibrationless thermal contact between the two. The evacuation of the outside chamber has to be vibration free which can be accomplished by means of a suitable ion pump which is totally vibration free. However, use of Vac-ion pump here could not be made successful because the pump did not work at all after little pumping. To find out the cause of pump's failure, RGA was employed which showed the presence of He gas in the outside chamber at the time of purging of He gas in the internal chamber. The pump, however, worked efficiently again when the dry N₂ gas purged in place of Helium. This points out that totally vibration free Vac-ion pumps cannot be used for evacuation of such cryostats. Here, diffusion pump was used subsequantly taking extra precautions to minimise the vibrations.     

基于光场离化电流机制产生强太赫兹辐射的参数优化研究

基于超短激光脉冲与气体作用通过光场离化电流产生太赫兹(THz)辐射的模型, 研究了用双色激光脉冲的方法产生强THz辐射的优化参数条件. 数值计算表明, 导致THz辐射产生的离化电流主要是由一阶电离过程产生的, 高阶离化对该电流产生的贡献很小. 通过调节基频光与倍频光的配比、相位差都能增大离化电流, 从而可以提高THz辐射振幅. 将激光波长拓展到中红外波段, 也有利于提高离化电流. 此外,改变作用气体的种类也能改变离化电流. 在激光和密度参数相等的情况下, 在氦气中可以产生高于氮气中2倍左右的离化电流.     

A new hydrostatic medium for diamond anvil cells to 300 kbar pressure

We have shown that the rare gas xenon provides a hydrostatic medium for gasketed samples in a diamond anvil cell to pressures of 300 kbar. Previously, hydrostatic conditions were limited to ～100 kbar in a methanol-ethanol mixture. Three spectroscopic tests were used to determine that pressure gradients were small in the solidified gas. Since xenon has a convenient melting temperature, easy cell loading is possible. The small volume in the gasket requires only a few cm³ of gas. By analogy the other rare gases may be expected to show similar hydrostatic properties. Helium, for example, would be useful for X-ray studies.