基于监督学习的紫外-可见光光谱水质在线异常检测方法研究

水资源关系到国计民生,近年来时有发生的水污染事件使污染物入侵预警得到了广泛的社会关注。针对现有基于紫外-可见光光谱的水质异常检测方法存在的检出下限偏低的问题,提出一种基于监督学习的紫外-可见光光谱水质异常检测方法。该方法首先获取不同数据集中的正常样本差异性空间,再使用正交投影方法去除差异性空间中的光谱数据分量,以达到基线校正的目的;然后采用偏最小二乘判别分析从校正后的光谱中提取特征,利用训练集得到的最优阈值确定离群点;最后采用序贯贝叶斯滚动更新每个时刻上的异常概率,确定水质报警序列。实验选用苯酚作为模拟污染入侵事件的注入试剂,采样2周内的紫外-可见光光谱数据,在实验平台上对提出的方法进行了验证。实验结果表明,采用的正交投影基线校正方法可以消除不同批次水质光谱的背景差异,更为充分的利用了光谱信息,降低了对特征污染物的检出下限。     

谢尔宾斯基三角分形结构的STM研究

分形结构因其特殊的数学和美学意义受到科学家们长期以来的广泛关注。化学家更是试图利用共价键和配位键等来合成各类分子分形结构,但由于溶解性的限制,始终无法实现高级别、无缺陷的分子分形结构的构筑。最近我们采用超高真空表面制备方法,成功获得了基于卤键与配位键的谢尔宾斯基三角分形结构,并使用扫描隧道显微镜(STM)对其生长机制进行了研究。4, 4′′′-二溴-1, 1′:3′, 1′′:4′′, 1′′′-四联苯分子在Ag(111)表面通过自组装形成了一系列无缺陷卤键分形结构。由于卤键作用较弱,该结构只能稳定在液氮温度以下。在Au(111)表面共沉积4, 4′′-二氰基-1, 1′:3′, 1′′-三联苯分子与铁原子可以制备出更稳定的配位分形结构。密度泛函理论计算揭示了分形结构的成像机制。蒙特卡洛计算表明,表面三节点的形成对谢尔宾斯基三角分形结构的生长具有重要意义。     

静电纺丝法在制备改性醋酸纤维素中的应用

纤维素是一种天然存在于有机物或植物中储量巨大的可再生资源。醋酸纤维素是在催化剂的作用下,将纤维素的羟基酯化而得到的一种热塑性树脂。由于其具有稳定,易于加工,不易燃烧,生物可降解性等特点,常用来替代天然纤维素作为静电纺丝的原料。静电纺丝技术作为目前制备纳米纤维材料的一种简单有效的方法,近些年来一直备受关注。本文系统介绍了以醋酸纤维素为静电纺丝的基体材料, 通过添加纳米粒子、聚合物溶液、表面改性、同轴电纺等物理改性方法以及再生纤维处理和硝化反应等化学改性方法制备改性醋酸纤维素纤维, 讨论了改性后的新材料结构和性能等多方面的变化。综述了近几年来国内外关于以静电纺丝法制备改性醋酸纤维素纤维的研究进展以及其在生物医药、组织工程支架、过滤膜以及功能性织物等方面的应用前景。     

呋喃妥因的太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱技术测量了硝基呋喃类药物中呋喃妥因原药在0.2～1.8 THz范围内的吸收系数、折射率等光学指纹特性,结果表明呋喃妥因在该频率范围内出现了多个强度不同的特征吸收峰,吸收系数光谱可用于鉴定呋喃妥因。借助Gaussian软件利用密度泛函理论对呋喃妥因分子在0.2～1.8 THz范围内的吸收系数光谱进行了模拟,并对吸收系数实验光谱中部分吸收峰的振动模式进行了分析和指认。结果表明实验谱中1.25和1.60 THz处的吸收峰与理论谱中1.30和1.67 THz处吸收峰一致,是由呋喃妥因分子内的振动模式引起的。     

Geant4模拟δ电子对单粒子翻转的影响

利用Geant4蒙特卡洛程序包, 基于RPP (Rectangular ParallelePiped Volume)模型构建SRAM器件单元的灵敏体积, 编写了重离子在器件材料中的输运程序和单粒子翻转截面计算方法, 得到了简化器件结构的单粒子翻转截面σ与线性能量转移LET的关系曲线, 计算得到的翻转LET阈值和饱和截面与实验结果基本一致。模拟获得了LET值为99.69 MeV/(cm-2·mg)的Bi离子及LET值为69 MeV/(cm-2·mg)的Bi离子和Xe离子在器件材料中产生的δ电子分布图像,讨论了δ电子分布对翻转截面的影响。 计算了灵敏体积中能量沉积与δ电子分布的关系,认为δ电子分布对单粒子效应的影响随着器件的特征尺寸减小将更加严重。In this paper, the sensitive volume of SRAMs was constructed based on RPP(Rectangular ParallelePiped Volume) model using the Monte-Carlo code Geant4. The interactions of heavy ion with materials and the SEU(Single Event Upset) cross section calculation method were presented in the program. The SEU cross section curves with the linear energy deposition ware obtained. The SEU threshold value and saturation cross section were consistent with the testing data with heavy ions beam. The δ electrons distribution were different in the device material, which were generated by Bi ion with LETs of 99.67 MeV/(cm2·mg) and Bi ion, Xe ion with LETs of 69 MeV/(cm-2·mg). These results indicate δ electrons distribution impacts on the SEU cross section. According to the relation of energy deposition in the sensitive volume, the δ electrons distribution have more and more important effect on the Single Event Effect with reducing the feature size of semiconductor devices.     

Molecular dynamics study of helium bubble pressure in titanium

In this paper,the pressure state of the helium bubble in titanium is simulated by a molecular dynamics(MD) method.First,the possible helium/vacancy ratio is determined according to therelation between the bubble pressure and helium/vacancy ratio;then the dependences of the helium bubble pressure on the bubble radius at different temperatures are studied.It is shown that the product of the bubble pressure and the radius is approximately a constant,a result justifying the pressure-radius relation predicted by thermodynamics-based theory for gas bubble.Furthermore,a state equation of the helium bubble is established based on the MD calculations.Comparison between the results obtained by the state equation and corresponding experimental data shows that the state equation can describe reasonably the state of helium bubble and thus could be used for Monte Carlo simulations of the evolution of helium bubble in metals.     

2009年6·5重庆武隆鸡尾山崩滑灾害基本特征与成因机理初步研究

2009年6月5日下午15时许,重庆市武隆县铁矿乡鸡尾山山体发生了大规模的崩滑,约500万m3被结构面切割成“积木块”状的灰岩山体,沿缓倾页岩软弱夹层发生整体滑动。高速运动的滑体物质在堵塞前部宽约200m,深约50m的铁匠沟沟谷后,形成平均厚约30m,纵向长度约2200m的堆积区,掩埋了12户民房和正在开采铁矿的矿井入口,造成10人死亡,64人失踪,8人受伤,成为近年来少有的一次崩滑灾难性事件。本文在对灾害现场进行大量地质调查的基础上,结合遥感、三维激光扫描等综合手段,对鸡尾山崩滑体特征进行了详细描述,对灾害发生原因进行了初步分析。结果表明,鸡尾山山体垮塌是在不利的地质结构条件下,并受到长期重力、岩溶等作用和采矿活动的影响,因前部起阻挡作用的关键块体被剪断突破而导致的一起大型山体崩滑事件。深入研究鸡尾山崩滑体的形成条件和成灾机理,对我国西南地区存在与鸡尾山崩滑体类似地质条件的灾害隐患点的减灾防灾工作,具有重要的指导意义。     

弧形调强放射治疗对剂量计算方法的要求

在弧形调强放射治疗的治疗计划设计中, 由于包含有很多照射方向, 调强最优化的射束元矩阵计算需要很大的计算量和存储量, 为提高计算效率常使用简化剂量计算模型计算射束元矩阵, 因此有必要研究简化模型对治疗计划质量产生影响。 对一个模拟例子和一个临床实例, 使用没考虑散射效应的原射线剂量计算模型计算射束元矩阵, 由此进行最优化计算。 在得到最优化强度分布后, 通过比较原射线剂量计算模型和微分卷积剂量计算模型得到的剂量分布, 研究了不同射束数目条件下, 使用简化剂量计算模型计算射束元剂量矩阵对最终的剂量分布质量的影响。 结果表明, 在射线束很多的情况下(对应弧形调强照射）, 用简化的剂量计算模型, 即不考虑散射来计算射束元剂量矩阵, 会导致靶区剂量分布的质量大大低于预期的剂量分布质量, 因此, 弧形调强放射治疗的最优化计算中, 有效考虑散射的影响是必要的。 In the treatment planning for arc intensity modulated radiation therapy, because many irradiation directions are involved, the computing time and storage space needed for calculating beamlet dose matrices in optimization is quite heavy. In order to improve the computation efficiency, the simplified dose calculation is often used for the calculation of the dose matrices. Thus, it is deserved to study how this simplification could influence the quality of the treatment plan. In this paper, a simulation and a clinical case are adopted. Using the primary dose calculation model without taking into account the scattering effect to generate the dose matrices of beamlets, the optimization for beam intensity profile are firstly carried out. Then, based on the obtained intensity profile, the dose distributions are recalculated by using the primary dose calculation model and the differential convolution superposition dose calculation model which is more accurate but more time consuming. By comparing dose distributions obtained by this two models, the influence of using simplified model for dose matrix calculation on beam profile optimization is studied. The results demonstrate that when the beam number is large(corresponding to the arc modulated radiation), using the simplified model for the calculation of dose matrix of beamlets will reduce the quality of dose distribution greatly comparing with the expected dose distribution quality. Thus it is very necessary to correctly take into account the scattering effect in beam profile optimization for the arc intensity modulated radiation therapy.     

构造煤结构成分应力效应的傅里叶变换红外光谱研究

应用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对不同类型构造煤结构成分的应力效应进行了分析。结果表明,在各类构造煤中,芳香结构、脂肪结构以及含氧官能团的结构成分吸收频率几乎一致,但吸收峰的强度却不相同,这正是在构造应力作用下构造煤变形程度及变形机制不同所引起的。在低、中和高煤级变质变形环境形成的不同类型构造煤中,随着构造变形的增强,富氢程度降低,富氧程度也越来越低,而缩合程度增高,但不同类型构造煤结构成分的含量变化又有区别。该法应用于构造煤结构成分应力效应的研究,取得了较满意的效果。     

丙吡胺对映异构体的毛细管电泳手性拆分

目前市场上销售的手性合成药物,大多以外消旋体形式面市。但在药物外消旋体的两个对映体中,只有一个对映体对生物体具有活性和治疗作用,另一个对映体则是非活性或具有毒副作用,表现出不同的疗效和毒理学性能,因而手性化合物的拆分在药物、临床及生命科学中具有十分重要的意义。丙吡胺(分子结构见图1),又称双异丙吡胺、吡二丙胺、达舒平,是广谱抗心律失常药。其电生理、血流动力学和抗心律失常作用与奎尼丁相似,