核科学百年讲座第八讲核科学技术在农业领域的应用

主要介绍核辐射和核示踪技术在农业生产中的应用，简单介绍我国核农业发展情况．核辐射农业应用分小节介绍辐射育种、昆虫辐射不育、食品辐射储藏保鲜与低剂量辐射刺激生物生长几个方面的基本原理、发展历史和它们在农业生产中的应用．核示踪农业应用简单介绍核示踪技术在土壤和肥料科学以及与农业相关的植物学、动物学、生物技术等领域的应用．     

走近电离辐射

 提起辐射,人们很自然地联想到手机、电脑的电磁辐射,对电离辐射则比较陌生。其实,这种电磁辐射就是电离辐射的一种。电离辐射还包括电子、质子、中子及较重粒子的粒子源,微波辐射,光辐射,同步辐射等。我们的生活环境中存在着天然电离辐射和人工电离辐射,可以说,电离辐射就在我们身边。电离辐射可以造福于人类,它在工业、医学、农业上有着广泛的应用;电离辐射也可以给人类带来巨大的灾难,特别是核武器和辐射事故的发生。因此,我们对待电离辐射这把双刃剑时,既要充分利用它来造福人类,又要严防它的危害。     

火花离子源引出束流特性

由于涉及高压和电离辐射等诸多的因素，长期以来，没有找到一种有效的手段对某特种电真空器件用火花离子源引出束流进行诊断。为此，用CR-39径迹探测器技术和直接照相法对火花离子源引出束流作用在靶部件上和加速间隙空间的分布进行了初步的诊断研究。其中为了避免高压和电离辐射的影响，将特种电真空器件中带电离辐射的部件取出，换上同样尺寸大小的CR-39探测器。经离子束轰击的CR-39探测器，在65℃的NaOH溶液（6mol／L）中蚀刻5h。冲洗晾干后，用显微镜观测CR-39探测器的表面径迹，以确定引出束流在靶面上的分布。在加引出电压的情况下，对引出的束流分布进行直接拍照，根据所得到照片在拍摄平面上的相对幅亮度分布，通过阿贝尔转换得到引出束流在加速空间的径向分布。     

基于CiteSpace的内表面缺陷检测研究进展与趋势

为分析内表面缺陷检测的发展历程、趋势和研究动态，通过对WoS和CNKI数据库中该领域相关文献的检索，共搜集相关文献英文4 708篇，中文818篇，利用可视化分析软件CiteSpace对文献数据开展共现分析、聚类分析等知识图谱研究，分析内表面缺陷检测领域在国家、机构及研究人员层面的分布现状及合作情况，梳理研究热点和前沿趋势。研究发现内表面缺陷检测研究具有明显的多学科交叉属性，主要涉及分析化学、材料科学、光谱学、仪器仪表、机械工程和计算机等学科。近几年WoS数据库相关主题收录文献年增长率超过10%, CNKI年增长率超过20%,中美两国为本领域研究最为活跃的国家，两国发文量约占总发文量的40%,中国学者在无损检测、图像处理等领域的研究明显落后于国外学者，但在机器视觉和深度学习领域实现赶超。按照研究路线可将相关研究分为基于声光电热磁的检测和基于视觉成像的检测两类，其中前者包括采用不同技术手段获取光谱、超声和电磁图像并借助图像处理技术实现缺陷检测，而后者主要基于视觉图像进行缺陷识别和分类，目前已成为该领域主要的研究热点。内表面缺陷检测发展历程分为缺陷识别、缺陷分类、缺陷分析三个阶段，2000年...     

HL-2A装置X-γ辐射剂量调查

X-γ辐射属于电离辐射，电离辐射是通过在生物体内沉积能量而对生物体产生伤害。正如药物一样，辐射对生物体的伤害取决于接受到的量，生物体收到的辐射量称之为剂量。辐射防护的基本任务之一就是要对剂量给出定量的结果。本调查通过对HL-2A装置的工作场所及其周围环境剂量测量，给出了剂量评价。HL-2A装置主要用于磁约束受控热核聚变实验研究，是我国第一个带有偏滤器的托卡马克装置。     

C型固体电枢3维有限元电磁发射计算

对轨道型固体电枢电磁发射的电磁过程进行了研究,建立了基于麦克斯韦准静态A-Φ场方程的3维静枢电磁发射数值模型。利用ANSYS有限元电磁模块结合发射装置的实测参数,对电枢在静枢模型下的电磁发射进行了模拟。计算结果表明：馈入相同电流加载波形时,流经C型电枢的电流密度、磁通量以及电磁发射过程中所受电磁力,在不同时刻的内部分布、峰值和大小均与文献计算结果相符。     

C型固体电枢3维有限元电磁发射计算

对轨道型固体电枢电磁发射的电磁过程进行了研究,建立了基于麦克斯韦准静态A-Φ场方程的3维静枢电磁发射数值模型。利用ANSYS有限元电磁模块结合发射装置的实测参数,对电枢在静枢模型下的电磁发射进行了模拟。计算结果表明:馈入相同电流加载波形时,流经C型电枢的电流密度、磁通量以及电磁发射过程中所受电磁力,在不同时刻的内部分布、峰值和大小均与文献计算结果相符。     

圆柱腔内系统电磁脉冲的数值模拟

应用3维全电磁粒子模拟程序研究腔体的内SGEMP,作为校验,模拟计算了光电子由圆柱腔体端面向内发射的SGEMP模型,并与文献结果进行了对比;使用该程序对圆柱腔体的3维内SGEMP进行模拟研究,得出注量为100 J/m²,特征温度为2 keV的黑体谱X射线,垂直入射高为4.5 cm、半径为7.5 cm的圆柱腔体侧面时,发射电流为20 A,产生的电场最高可达150 kV/m,磁场高达3.0×10⁻⁵ T。并对不同X射线注量下的电荷和电场分布情况进行了初步研究。     

运动介质的电磁性质方程

应用电磁场张量、电磁感应张量和它们的对偶张量讨论运动介质的电磁性质方程,指出D=εE和B=μH在运动介质中不成立,给出运动介质电磁性质方程的协变形式、向量形式.     

时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用

将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。     

时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用

将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。     

光子带隙结构理论的新方法

本文应用光流线量子论的基本思想，把介质中传输的光看作是能量流线而非电磁披，认为当光在介质中传输时，光同介质并非是彼此独立的，而是要发生相互作用，这种相互作用使光能量在介质中呈量子化的几率分布。将构成光子晶体的周期性介质模拟为周期性折射率势阱，通过求解光流线量子论的基本方程，讨论光子晶体中带隙产生的物理机制。     

离子束与生命科学——一个新的研究领域

处从发现离子注入生物效应后，低能离子与生物体系相互作用研究首先在我国兴起并愉投入应用，借助离子束介导等方法转移活性裸露ＤＮＡ大分子已成为当前生物技术研究的热点，随着微束的发展和研究的深入，作为支撑技术之一，离子束将在生命科学中发挥越来越重要的作用     

磁化铁氧体材料电磁散射递推卷积-时域有限差分方法分析

根据递推卷积原理，将磁化铁氧体材料的频域磁导率过渡到时域，通过引入时域复数磁化率张量和时域复数磁感应强度矢量，提出了磁化铁氧体材料电磁散射的三维时域有限差分方法.为了验证该方法，用它计算了磁化铁氧体球的后向雷达散射截面，与文献结果符合很好.计算结果表明，该方法是分析磁化铁氧体材料电磁散射一种可行的方法. 关键词： 递推卷积 磁化铁氧体 电磁散射 时域有限差分方法     

物理量和单位讲座 第四讲 电离辐射和核物理的量和单位

电离辐射和核物理的量和单位在我国的国家标准中分列为两类,即 CB 3102.9原子物理学和核物理学的量和单位及 GB 3102.10核反应和电离辐射的量和单位.两类标准中共列出110项物理量和相应的单位.这些量和单位的建立时间至今也不过80年,如1908年法国维拉提出了“e”单位,用测量空气中电离的方法来确定X射线的量.这些量的演变和发展过程比较复杂,这一方面说明问题本身的复杂性,另一方面也说明,随着科学技术的进步,要求描述对象的特征更多或需要更严格区分其细节. 十九世纪末二十世纪初,在物理学中出现了大跃进的局面,其中最值得注意的事件是发…     

闪电过程中电磁辐射功率的变化特征（英文）

利用无狭缝摄谱仪获得的地闪回击光谱,结合同步电场资料,计算了一次闪电放电过程中的通道温度、电导率、回击电流峰值、通道光亮度和电磁功率峰值等参数,均在文献报道的合理范围内。并由此讨论了回击前截止时间、回击通道光亮度及电磁功率峰值之间的相关性,研究了放电通道的电导率、电流和电磁功率之间的变化关系。结果表明:回击前截止时间越长,回击过程中所中和的电荷越多,形成的电流越大,辐射出的电磁能量越大。当通道电导率变大,同时电场变化峰值也增大时,通道内电流变大,回击过程中辐射出的电磁功率也变大。这方面的工作为计算闪电放电过程中产生的光学能量和电磁能量提供一定的参考依据。     

闪电过程中电磁辐射功率的变化特征

利用无狭缝摄谱仪获得的地闪回击光谱,结合同步电场资料,计算了一次闪电放电过程中的通道温度、电导率、回击电流峰值、通道光亮度和电磁功率峰值等参数,均在文献报道的合理范围内。并由此讨论了回击前截止时间、回击通道光亮度及电磁功率峰值之间的相关性,研究了放电通道的电导率、电流和电磁功率之间的变化关系。结果表明：回击前截止时间越长,回击过程中所中和的电荷越多,形成的电流越大,辐射出的电磁能量越大。当通道电导率变大,同时电场变化峰值也增大时,通道内电流变大,回击过程中辐射出的电磁功率也变大。这方面的工作为计算闪电放电过程中产生的光学能量和电磁能量提供一定的参考依据。     

JEMS-FDTD软件在运输机电磁特性仿真中的应用

复杂电磁环境的研究包括多方面内容,其中飞行器的电磁环境效应研究受到了较多的关注。随着计算机技术的飞速发展,利用数值模拟技术获得飞行器电磁特性已经成为飞行器电磁环境效应研究的一个重要手段。我们将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于运输机整机电磁特性仿真,计算并分析了飞机的电磁耦合散射特性,获得了飞行器在电磁脉冲照射下的时域/频域、近场/远场等电磁信息。计算中为保证精度采用了非均匀以及高阶FDTD计算技术。     

电磁飞环的缓扩散传播特性

电磁飞环作为一种新型有限能量电磁脉冲具有重要的潜在应用价值.为了明晰电磁飞环的传播特性,本文讨论了电磁飞环横向和纵向场分量的空间分布、频谱特性及其在传播过程中的拓扑结构变化.理论研究表明,电磁飞环在初始传播阶段发散非常缓慢,在传播较远距离后接近线性发散,其在保持超环面拓扑结构传播的情况下具有缓扩散传播特性.本文的研究为电磁飞环的应用提供了理论基础.     

表面等离子体和人工电磁介质纳米光子器件

贵重金属在纳米光子学中开始起着越来越重要的作用,特别是贵重金属的表面等离子体效应和人工电磁介质结构的应用。表面等离子体纳米光子器件能实现光学模的亚波长束缚,因此在超高集成度光路、发光二极管、传感器、探测器等应用中将起着巨大的作用。同时,亚波长金属材料组成的人工电磁介质也能展现出各种激动人心的物理特性和潜在的应用。表面等离子体器件和人工电磁介质结构都需要贵重金属（如金、银等）作为其基本的组成元素。在这里,将回顾我们研究小组最近在表面等离子体器件和人工电磁介质结构方面的一些进展。将系统介绍光通讯波段的亚波长表面等离子波导和普通硅波导之间的高性能耦合器,以及超薄、宽吸收角度的亚波长人工电磁介质完美吸收结构等内容。也将简单介绍我们利用表面等离子体效应和人工电磁介质结构在隐形方面的一些研究。