核测井研究开发工作综述

本文介绍上海原子核所在开展核技术石油测井方法与仪器研究、开发方面的情况与成果． The methods and instrumentation of nuclear logging of oil wells are described.And its development at SINR is reported.     

模拟核弹头核查中能谱遮盖技术的概念研究

建立了一套基于局域网的核弹头核查系统.系统的硬件组成为:一台网络服务器、两台个人计算机和一台便携式高纯锗γ谱仪.系统的软件(能谱遮盖软件)包括核查方软件、被核查方软件两个模块,它们都采用交互式人机对话,通过局域网进行通讯.核查中,探测器所采集的高分辨γ射线能谱需要经过被核查方软件的防泄密处理后,才能以遮盖能谱或文字显示方式发送给核查方终端.能谱遮盖的原则是,对核查方要求核查的能段,核查方软件必须提供真实、客观的显示;而对其他能段,可根据被核查方对“敏感信息”的认识,作适当的遮盖处理.文字显示方式则是直截了当地回答核查对象是“铀弹”、“钚弹”或“非核弹”.利用能谱遮盖软件对模拟核弹头进行了类型识别和能谱遮盖实验.实验结果表明,所建立的基于局域网的核弹头核查系统具有识别模拟核弹头类型和在核查中保护敏感信息泄漏的功能,特别值得指出的是,核查结果文字显示方式具有较好的防泄密功能,有助于提高核查可信度.实验同时也暴露了该系统的一些不足点,如系统组件过多,集成度不够;被核查方软件的人机交互对话和核查结果的能谱遮盖显示方式可能降低核查的可信度等等 关键词： 核弹头核查 γ射线能谱 能谱遮盖     

D-T中子源n-γ密度测井规律的蒙特卡罗模拟

根据D-T反应中子的能谱和角分布数据,建立了中子源模型;根据石灰岩地层标准刻度井群数据,建立了井模型。采用MCNP程序模拟了井中中子和射线的输运,得到了不同地层密度、不同源距处NaI探测器中的混合能谱和非弹能谱。在混合能谱2.5~4.5 MeV能区开窗,混合射线相对计数随源距的变化曲线显示,源距应选择在20~80 cm,密度与混合射线计数之间呈现非线性关系。在非弹能谱1.0~8.0 MeV能区开窗,非弹射线相对计数随源距的变化数据显示,源距应选择在20~40 cm或80 cm附近,密度与非弹射线计数之间成近似线性关系。     

D-T中子源n-γ密度测井规律的蒙特卡罗模拟

根据D-T反应中子的能谱和角分布数据,建立了中子源模型;根据石灰岩地层标准刻度井群数据,建立了井模型。采用MCNP程序模拟了井中中子和射线的输运,得到了不同地层密度、不同源距处NaI探测器中的混合能谱和非弹能谱。在混合能谱2.5~4.5 MeV能区开窗,混合射线相对计数随源距的变化曲线显示,源距应选择在20~80 cm,密度与混合射线计数之间呈现非线性关系。在非弹能谱1.0~8.0 MeV能区开窗,非弹射线相对计数随源距的变化数据显示,源距应选择在20~40 cm或80 cm附近,密度与非弹射线计数之间成近似线性关系。     

核材料γ能谱指纹模糊识别机理研究

以γ射线的能量与强度所构成的二维平面为论域,提出了关于γ射线能谱的二维模糊集合的概念,建立了γ射线能谱二维模糊集合隶属函数.提出和介绍了γ射线能谱指纹模糊识别的基本原理与方法.通过对γ能谱数据的归一化处理,实现了γ射线能谱指纹的类型识别和个体识别.通过引入识别增强因子,获得了较高的识别置信度.对模拟放射性物质的γ射线能谱指纹进行了识别研究,探讨了系统统计涨落以及探测距离变化对识别隶属度的影响.研究表明,γ射线能谱指纹模糊识别方法具有较强的类型识别能力和个体识别能力,可应用于核安全保障等领域. 关键词： γ能谱指纹 模糊识别 核材料     

中重核中子辐射俘获γ射线强度函数研究

假设退激过程中除包含巨偶极共振模式外还存在⁶He,⁶Li,⁶Be,⁷Li和⁷Be等粒子集团激发态的退激过程.本文对这一物理假定作了进一步分析.利用据此建立的包括这些过程在内的γ射线强度函数,计算了在核素⁹³Nb,¹⁸¹Ta和天然元素Ag上入射中子能量在0.01—5MeV能区以及在核素¹⁹⁷Au上入射中子能量在0.01—10MeV能区的中子辐射俘获反应截面和γ能谱,得到了与实验数据较好符合的结果.特别是可以较好地解释γ能谱中5.5MeV之后的反常突起.这表明,上述物理假定适用于中重核中子辐射俘获反应.     

Implementation of the direct demodulation method for natural gamma ray spectral logging

Spectrum analysis of natural gamma ray spectral logging （SGR） data is a critical part of surface informa- tion processing systems. Due to the low resolution, which is an inherent weakness of SGR, and the low signal-to-noise ratio problem of logging measurements, SGR is usually treated with a low confidence level. The Direct Demodulation （DD） method is an advanced technique to solve modulation equations interactively under physical constraints. It has higher sensitivity and spatial resolution than the traditional methods and can effectively suppress the logging noise. Based on standard count rate spectral data obtained from the China Offshore Oil Logging Company SGR Calibration Facility, this paper presents the application of the DD method to gamma-ray logging. The results are compared with four traditional algorithmic methods, showing that the DD method is a credible choice, with higher sensitivity and higher spatial resolution in gamma-ray log interpretation. The Point-Spread-Function of the Shengli Oil Logging Company＇s natural gamma ray spectroscopy instrument is obtained for the first time. The quantities of various radionuclides in their calibration pits are also obtained. The DD method was applied successfully to gamma-ray logging, offering a new option for SGR logging algorithm selection.     

197Au中子辐射俘获过程中γ射线强度函数与能谱研究

文章假定在复合核首次和级联γ退激过程中,除包含巨偶极共振模式外,还存在⁶He,⁶Li,⁶Be,⁷Li和⁷Be等粒子集团的激发态的退激过程,并据此建立了包括这些过程的γ射线强度函数,计算了入射中子能量在0.01—3MeV能区的中子辐射俘获反应:¹⁹⁷Au(n,γ)的反应截面和γ能谱,得到了与实验数据较好符合的结果.特别是,很好地解释了γ能谱中5.5MeV之后的反常突起.     

PIUS 600设计特点和开发现状

本文介绍了PIUS 600固有安全动力堆的主要设计特点和研究开发现状,提出了在我国研究和开发PIUS型动力堆的建议。 This paper introduced the main design feartures and R & D status of the inherentlysafe power reactor-PIUS 600. A proposal concerning PIUS type power reactor is put forward.     

二氧化铬阴离子光电子能谱的理论研究

凭借密度泛函理论,采用不同基组对中性分子CrO2的基态((X)3B1)以及阴离子CrO1-的基态((X)4B1)进行几何优化和振动频率分析;应用量化计算得到的力常数及结构和光谱参数,基于推得的两维四模Franck-Condon重叠积分的代数表示,对CrO2((X)3B1)-CrO2-((X)4B1)的光脱附过程进行Franck-Condon分析和光谱模拟,理论上得到光电子能谱的谱线相对强度及振动结构分布,理论谱与实验测得的二氧化铬阴离子光电子能谱达到一致,并对光电子能谱的振动结构进行归属及热带分析;另外,在光谱模拟过程中通过迭代Franck-Condon分析过程,推得CrO2-((X)4B1)与CrO2((X)3B1)平衡几何结构之差:△R(Cr-O)=0.05A,△∠(O-Cr-O)=12°.     

2021年度物理科学二处科学基金评审工作综述

国家自然科学基金委员会(简称基金委)数理科学部物理科学二处(简称物理II)主要资助基础物理、粒子物理、核物理、加速器反应堆与探测器、等离子体物理、核技术及其应用等领域的研究工作,同时负责受理国家自然科学基金委员会—中国工程物理研究院联合基金(简称NSAF联合基金)、理论物理专款等特殊类型的项目,还有核技术创新联合基金中涉及物理II领域的项目。文章简要综述2021年度物理II基金项目受理、评审和资助情况以及2022年度申请注意事项。     

二氧化铬阴离子光电子能谱的理论研究

凭借密度泛函理论,采用不同基组对中性分子CrO2的基态（ 3B1）以及阴离子CrO2‾的基态（ 4B 1）进行几何优化和振动频率分析;应用量化计算得到的力常数及结构和光谱参数,基于推得的两维四模Franck-Condon重叠积分的代数表示,对CrO2 ( 3B1)－CrO2‾ ( 4B1) 的光脱附过程进行Franck-Condon分析和光谱模拟,理论上得到光电子能谱的谱线相对强度及振动结构分布,理论谱与实验测得的二氧化铬阴离子光电子能谱达到一致,并对光电子能谱的振动结构进行归属及热带分析;另外,在光谱模拟过程中通过迭代Franck-Condon分析过程,推得CrO2‾（ 4B1）与CrO2（ 3B1）平衡几何结构之差：ΔR(Cr-O)= 0.05Å,Δ(O-Cr-O)=12o.     

TiGen-(n=7~12)团簇的光电子能谱及密度泛函理论研究

利用光电子能谱及密度泛函理论计算对TiGe_n^-(n=7~12)团簇的几何结构及电子特性等进行了系统研究. 对于TiGe_n^-负离子及中性TiGe_n,在n=8时出现了钛原子半内嵌的船型结构;在n=9~11时,新增的锗原子加盖到这种船型结构上,逐步形成钛原子完全内嵌的结构. TiGe₁₂^- 团簇具有一种钛原子内嵌的变形六棱柱结构. 自然布居分析结果显示,对于n=8~12的TiGe_n^-/0 团簇,随着内嵌结构的形成,有电子从锗原子转移到钛原子,说明其电荷转移方式与结构演变密切相关.     

D-D 中子发生器n-γ 密度测井的蒙特卡罗模拟研究

根据D-D 反应中子的能谱和角分布数据,建立了中子源模型;根据石灰岩地层标准刻度井群数据,建立了井模型。采用MCNP 程序模拟了井中中子和γ 射线的输运,得到了不同地层密度和不同源距处NaI 探测器中的混合γ 射线能谱和非弹γ 射线能谱。在混合γ 射线能谱2.5~5.0 MeV 能区开窗,研究了开窗区混合γ 射线相对计数随源距的变化关系,确定源距应选择在30~80 cm 范围,给出了密度与混合γ 射线计数之间的非线性关系。研究表明,可以利用D-D中子源的混合γ 射线能谱来实现n-γ 密度测井。A D-D neutron source model was developed according to the neutron spectrum and the neutron angular distribution of D-D reaction. A standard calibration well model was built. The transports of the D-D neutrons and γ-rays in the well were simulated using MCNP code. The mixed γ-spectra and inelastic γ-spectra in the NaI detector were obtained for both different distances from a neutron source and different densities. Mixed γ count in the energy range of 2.5 to 5.0 MeV as a function of distance shows that the NaI detector should be located at a distance of 3080 cm from the neutron source. The nonlinear relationships between the density and the mixed γ count were presented in this paper.It was demonstrated that the energy spectrum of mixed γ rays can realize the n-γ density logging.     

宇宙线大气簇射μ子定点密度及原初能谱“膝”的研究

用梁王山宇宙线观测站的数据研究宇宙线大气簇射μ子定点密度谱,谱呈现明显的拐折.通过MonteCarlo模拟,得到拐点对应的能量约为1.7×10¹⁵eV,拐点前后原初能谱指数差约为0.43,证实了KASCADE实验μ子定点密度谱呈现拐折的首次观测结果,又一次推证了原初宇宙线能谱膝的存在.     

Gam Pn和Gam P-n团簇结构及其光电子能谱的理论研究

采用密度泛函理论中B3LYP泛函方法,在6-31 G*水平上,对GamPn(m+n≤5)团簇及其阴离子的几何构型和振动光谱性质进行了研究.在相同水平下计算了GamP-n(m+n≤5)的垂直电离能和GamPn(m+n≤5)的绝热电子亲核势.结果表明:单线态稳定结构有较高的对称性,二重态的稳定结构对称性相对较低.     

低覆盖度的Au/GaN(0001)界面的同步辐射研究

利用同步辐射光电子能谱研究了低覆盖度Au在GaN(0001)表面的初始生长模式,肖特基势垒高 度以及界面的电子结构.结果表明，Au沉积初始阶段有界面的化学反应,随后呈三维岛状生长 .由光电子能谱实验确定的肖特基势垒高度为14 eV. 通过对界面价带谱和Au 4f芯能级谱 的分析,确定了界面化学反应的存在.利用线性缀加平面波方法计算了GaN(0001)和Au的价带 态密度并分析了化学反应产生的机理,认为在初始阶段界面形成了Au_Ga合金. 关键词： 同步辐射 光电子能谱 Au/GaN欧姆接触 态密度     

GamPn和GamP-n团簇结构及其光电子能谱的理论研究

采用密度泛函理论中B3LYP泛函方法，在6—31G^*水平上，对Ga_mP_n(m+n≤5)团簇及其阴离子的几何构型和振动光谱性质进行了研究. 在相同水平下计算了Ga_mP^-_n(m+n≤5)的垂直电离能和Ga_mP_n(m+n≤5)的绝热电子亲核势. 结果表明：单线态稳定结构有较高的对称性，二重态的稳定结构对称性相对较低. 关键词： mP_n和Ga_mP^-_n团簇')" href="#">Ga_mP_n和Ga_mP^-_n团簇 密度泛函理论 光电子能谱     

Ga2Asn离子团簇结构及其光电子能谱研究

利用密度泛函理论中B3LYP方法,在6-311G(d)基组上对Ga2Asn(n=1-5)阴阳离子团簇的几何结构和光电子能谱进行了系统研究.结果得到了各团簇的最稳定结构,在(Ga:Asn(n=1-5)阴阳离子团簇中,稳定性随着总原子数的增大而呈奇偶变化规律,对于(GaAsn-团簇,总原子数为奇数的团簇比原子数为偶数的团簇稳定;对于GazAsn团簇,总原子数为偶数的团簇比原子数为奇数的团簇稳定.团簇的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级之间的能隙差随As原子数的增大而呈现奇偶交替变化规律,当As原子数为偶数时,中性团簇及其阴阳离子团簇的基本相同,当As原子数为奇数时,它们差异较大.     

井孔声学研究和声波测井技术的发展——《井孔的声场和波》评述

声波测井是井孔地球物理勘探(或称地球物理测井)的重要分支,己经广泛应用于金属矿井、煤矿井、石油天然气井地层剖面的岩性识别、产层认定与评价及储量计算,还应用于各类井的工程质量评价,在矿产资源的勘探开发中有重要作用。