Design and preliminary test of a free-air ionization chamber for low-energy X-ray

A free-air ionization chamber in low-energy X-ray has been designed and manufactured at the National Institute of Metrology (NIM, China) according to the defination of air-kerma. The results of a preliminary test show that the leakage current of ionization chamber is around 2 × 10^-15A, and the correction factor of ion recombination for the ionization chamber is also obtained. The free-air ionization chamber is suitable for the primary standard in low-energy X-rays.     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定镍基单晶高温合金中36种痕量元素

基于高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)的质谱干扰消除技术,对镍基单晶高温合金中36种痕量元素检测的质谱条件、基体干扰、质谱干扰与同位素选择进行了研究。取样品0.100 0 g,用体积比为3∶1的盐酸-硝酸混合酸10 mL、氢氟酸1 mL溶解,用水定容至250 mL。通过复杂基体质谱干扰计算判定、共存元素干扰消除,确定了待测元素的同位素和分辨模式,将镍基单晶高温合金中痕量元素准确测定的元素种类确定为36种。采用标准加入法进行定量分析,36种痕量元素的检出限(3s)为0.004～6.000μg·L^-1。方法用于分析国际标准物质,得到的测定值与认定值基本一致。方法用于镍基单晶高温合金样品分析,36种痕量元素的检出量为0.000 001 0%～0.018%。     

Highly efficient narrow-band plasmonic waveguide filter based on cascaded slot cavities

A novel plasmonic waveguide filter design based on three cascaded slot cavities is proposed. The cascaded nanocavities support a united resonant （UR） mode. Light is trapped in the middle nanocavity at telecom- muaication wavelenEth （1550 rim） when the UR mode exists. This phenomenon leads to the efficient transmittance and high Q factor of the plasmonic filter. The resonant wavelength and Q factor can be easily modulated by the cavity radii and the waveguide width.     

基于Talbot-Moiré法的长焦透镜焦距

 长焦距测量的Talbot Moiré法是研究热点,目前很多方法虽然都是基于Talbot现象和Moiré技术,但基本原理和实验方案各不相同,因此焦距计算公式也不相同。基于透镜位相变换作用,利用Talbot效应和Moiré条纹,通过图像处理的方法获得条纹的斜率变化,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的关系求得透镜焦距。由于长焦透镜的焦距相对于被测透镜厚度大得多,完全可以看作是薄透镜对光束的变换,可用薄透镜对球面波的变换作用来近似表示其对高斯光束的变换。因此,该方法测量长焦透镜焦距对于高斯光束与非高斯光束焦距测量结果无差别,均适用。最后全面分析了该测量方法的误差及精度极限。在影响测量精度的各个误差因素中,光栅节距误差对焦距测量的影响最为显著。     

基于图像处理的莫尔条纹测量的CCD亚像素标定

 Talbot-Moiré技术是目前长焦距测量研究的热点。利用Talbot-Moiré技术测量长焦距时,很多都需要测量莫尔条纹的宽度或斜率,而CCD的标定精度直接影响测量精度,因此需要对CCD精确标定。文中提出采用光栅作为系统的自基准进行标定,再用图像处理的方法标定CCD。为了检验该方法的精度,在MATLAB中生成一个标准条纹图案,用图像处理和灰度拟合对其进行亚像素定位。经过对标准条纹的标定,验证了采用该文的定位方法条纹中心定位误差小于0.1个像素。最后用光栅为自基准标定了CCD,并与量块的标定结果进行了对比,证明该文的标定方法不但简单可行,而且精度较高。     

BeC，BeC2分子的结构与势能函数

应用密度泛函B3P86/aug-cc-pvtz方法对BeC(X )进行了理论计算,得到BeC分子基态的平衡核间距为0.1666 nm,离解能为2.3185eV,与其它理论结果符合得非常好,并进一步计算了谐振频率为917.9114 cm-1,得到该分子的Murrell-Sorbie势能函数。用QCISD/6-311++G（3df,3pd）方法优化出BeC2(X1A1)分子的稳定构型为C2V,其平衡核间距 =0.1615 nm、 ,并计算了离解能、力常数及谐振频率。在推导BeC2的离解极限基础上,应用多体展式理论方法,推导出基态BeC2分子的解析势能函数,该势能面准确呈现出BeC2`(X1A1)分子基态的结构特征和能量变化。     

原子尺度研究固体氧化物池氧电极中氧迁移规律

固体氧化物燃料电池（SOFC）和固体氧化物燃料电解池（SOEC）作为新一代的能源转化装置,凭借其清洁、高效的能源转化优势,非常具有技术吸引力。为了将SOFC和SOEC商业化,操作更加持久、高效和经济,中低温的运行温度成为当前国际上研究的主要方向,其中提高氧电极材料的氧还原反应/氧析出反应（ORR/OER）活性是研究的关键。本文主要阐述了原子尺度分子模拟分析和原位实验测试表征对混合离子电子导体氧电极材料中氧迁移规律和传输机理研究的重要作用,推进传统材料向新型氧电极材料和结构的发展;归纳和综述了近期热点的混合离子电子导体（MIEC）氧电极材料、相应的离子传输路径、各向异性结构及晶格动力学;介绍了当前采用的先进研究手段和方法,并重点介绍了原位X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子光谱（AES）探测材料的表面化学组成和结构,原位的方式可以将致密薄膜中几纳米到十几纳米的结构可视化,在原子层面上研究氧电极材料中带电缺陷的形成和迁移;并基于原子尺度的密度泛函理论（DFT）计算和近期分子动力学模拟（MD）的研究进展对传统材料和新型材料中的氧迁移机理进行解释和分析。最后,简要综述了清华大学核研院在固体氧化物池氧电极方面的研究进展。     

含氮杂环化合物萃取分离三价锕系与镧系元素

乏燃料后处理中的三价锕系和镧系元素分离是“分离-嬗变”过程的主要环节,对于建立先进核燃料循环具有重要意义。然而,三价锕系和镧系元素结构与性质非常相似,实现二者的分离一直都是分离科学研究领域的难题。溶剂萃取法是三价锕系和镧系元素分离的基本方法之一,而运用含硫、氮等软配位原子的萃取剂则是实现分离的关键。在众多的萃取剂中,含氮杂环化合物因其优良的萃取分离能力,同时符合CHON原则而利于实现废物最小化,近年来引起了广泛的研究兴趣。本文综述了国内外研究报道的典型含氮杂环类三价锕系和镧系元素分离萃取剂,包括三联吡啶、TPTZ、BTP、BTBP以及以TPEN为代表的氮杂环取代胺类萃取剂,对其分离能力、稳定性等性能进行了比较,对萃取机理以及影响其萃取能力的因素等亦进行了说明,并对萃取剂的后续设计、改进提出了参考性建议。     

N-异壬酰基-N’-取代芳基硫脲的简便合成、晶体结构及生物活性

在无溶剂条件下, 以固体光气、异壬酸、硫氰酸钾以及芳胺为原料进行一系列反应, 简单、快速、高效地合成了一系列N-异壬酰基-N’-芳基硫脲类衍生物. 其结构经IR, 1H NMR, 13C NMR进行了表征. 用X射线单晶衍射测定了化合物4g的晶体结构, 该化合物为单斜晶系, P2(1)/n空间群, 晶胞参数为: a＝1.4365(4) nm, b＝0.7979(2) nm, c＝1.5521(4) nm, β＝94.814(4)°, V＝1.7726(8) nm3, Dx＝1.264 Mg•m－3, Z＝4, F(000)＝720, µ＝0.200 mm－1, R＝0.058, wR＝0.231. 化合物4g晶体结构表明, 该硫脲分子通过分子间氢键和分子间作用力形成了无限延伸的层状结构. 初步生物活性试验结果表明, 该系列部分化合物对油菜幼苗的生长具有一定的生长调节作用.     

从高放废液中去除锕系元素的TRPO 流程发展三十年

放射性废物,尤其是高放废物的妥善处理处置是各国政府和民众非常重视的一个问题,也是影响核能可持续发展的关键因素之一。高放废液是后处理Purex流程排放出来的废液,它集中了乏燃料中95%以上的放射性,其中α放射性核素的存在决定了需要将其处置在地质处置库中与生物圈隔离10万年以上。“分离-嬗变”方法处理高放废液可以有效缩减地质处置库与生物圈隔离的时限。TRPO具有良好的物性、辐照稳定性和对三价、四价和六价锕系元素良好的萃取选择性。基于此,我国提出了从高放废液中分离锕系元素的TRPO流程。多次热验证实验和中间规模冷台架实验结果证明TRPO流程处理我国生产堆高放废液,可完全实现高放废液的非α化。TRPO流程具有我国自主知识产权,在我国生产堆高放废液和动力堆高放废液处理中都具有良好的应有前景。