4He闪烁裂变中子探测器时间响应

研制了可用于脉冲辐射场中子探测的4He闪烁裂变中子探测器,并对其时间响应进行了理论和实验研究。采用经验公式和蒙特卡罗方法模拟计算了不同厚度裂变靶产生的裂变碎片和不同能量中子产生的反冲4He核在4He气中的飞行时间,并依据卷积原理推导出探测器的时间响应计算公式。计算结果表明,探测器的波形上升时间约为19.5 ns,半高宽约31.0 ns。用ING-103型稠密等离子体聚焦装置(DPF)脉冲中子发生器对探测器的时间响应进行了实验测量,实验结果与理论值基本一致。     

一种用于中子散射成像的快速反投影重建方法

针对中子散射成像建立了一种快速反投影重建方法,这种方法首先根据每一个散射事件确定粒子可能所在的空间范围,然后该空间范围中进行重建,大大减少了重建的运行时间。应用所建立的方法对模拟的成像数据进行处理,结果表明:重建源与实际源的位向一致,对1000个散射数据进行处理,用时约3 s;对5探测单元成像得到的模拟数据处理,得到重建后点源的位向分辨为8.0°;重建源的位向分辨不随设定重建平面的位置而改变,但重建平面距探测平面越近,重建速度越快;当重建平面达到一定尺寸时,继续增加大重建平面尺寸,重建的运行时间增加不明显,该方法在大视场空间探测成像应用中,具有较高的重建效率。     

高通量下GEM探测器高压供电模式研究

GEM探测器的供电一般采用电阻链分压供电模式和多路分立供电模式,在低通量X射线下测量时区别不大,但是在高通量X射线时,电阻链分压供电模式会带来饱和效应引起工作电压的变化,造成探测器工作不稳定。本研究在高通量X 射线照射下,研究了有效面积为100 mm100 mm三层级联GEM探测器的有效增益(稳定性) 与不同高压供电模式的关系。通过测量不同分压电阻值(1, 2, 5 到30 MΩ)的实验研究,发现随着X 射线通量的增加,在电阻链分压供电模式下,出现了GEM探测器感应电极的读出电流饱和趋势,分析了可能导致饱和效应出现的原因。结果表明,当入射X射线在探测器上的有效吸收剂量不断增加时,电阻链供电模式需要调整分压单元电阻值,或者采用多路分立供电模式,从而避免因饱和效应引起的GEM探测器有效增益的变化,实现探测器稳定的工作状态。There are two methods of the HV power supply for the GEM detector. One is a HV channel divided by the resistive chain and the other is the several separate HV channels. In the smaller dose rate of X-ray, all of the methods are similar. When the dose rate increases, the resistive chain-dividing mode has more obvious saturation effect and the working voltage of the GEM detector is unstable. In the paper, a GEM detector with an effective area of 100 mm100 mm has been studied in the high dose rate using X-tube. The unit values in the divider resistance chain are set to 1, 2, 5 and 30 MΩ respectively in the test. With the resistive chain-dividing mode, the readout current of the GEM detector’s anode tends to saturate when the dose rate of X-ray increases,and the reasons of the saturation effect are analyzed. The results indicate that the effective absorbed dose of X-ray by the triple GEMs detector reaches to the pecific value and the divider resistance needs to re-select, even the several separate HV channels mode should be considered. It will keep the constant of the working voltage of the GEM detector without the saturation effect and gain variation and the performance of GEM detector is stable.     

Stepping Stone Mechanism: Carrier-Free Long-Range Magnetism Mediated by Magnetized Cation States in Quintuple Layer

The long-range magnetism observed in group-V tellurides quintuple layers is the only working example of carrierfree dilute magnetic semiconductors(DMS), whereas the physical mechanism is unclear, except the speculation on the band topology enhanced van Vleck paramagnetism. Based on DFT calculations, we find a stable longrange ferromagnetic order in a single quintuple layer of Cr-doped Bi_2Te_3 or Sb_2Te_3, with the dopant separation more than 9 ?. This configuration is the global energy minimum among all configurations. Different from the conventional super exchange theory, the magnetism is facilitated by the lone pair derived anti-bonding states near the cations. Such anti-bonding states work as stepping stones merged in the electron sea and conduct magnetism.Further, spin orbit coupling induced band inversion is found to be insignificant in the magnetism. Therefore, our findings directly dismiss the common misbelief that band topology is the only factor that enhances the magnetism.We further demonstrate that removal of the lone pair derived states destroys the long-range magnetism. This novel mechanism sheds light on the fundamental understanding of long-range magnetism and may lead to discoveries of new classes of DMS.     

组合式Si-PIN 14 MeV中子探测器

提出了一种在多片Si-PIN探测器中间用2mm厚的聚乙烯作为灵敏度增强介质，采用加法电路模式进行信号输出的组合式新型DT聚变中子(14MeV)探测技术原理. 这种组合的主要特点有： 1)大幅度提高了Si-PIN探测器的中子灵敏度和测量统计性； 2)提高了探测器的n/γ分辨本领； 3)在实现多个探测器信号相加的同时，组合探测器相对于单片探测器时间响应没有明显改变. 从实验及理论上对组合探测器的14MeV中子及1.25MeV γ灵敏度、n/γ分辨，时间特性和测量统计性进行了研究.     

电子转移反应O~2+O~2^.^-→O~2^.^-+O~2的从头算研究

利用abinitio方法,在UHF,UMP2及不同基组3-21G,6-31G^*,6-311+G^*和UMP2(full)/6-311+G^*水平上,研究了O~2/O~2^.^-自交换电子转移反应。优化了电子转移前后反应物和产物的结构,研究了体系能量的变化,计算了自交换电子转移反应的内重组能。对UHF方法和UMP2方法的计算结果进行了比较,并与实验结果进行了对照。结果表明UHF方法由于没有考虑组态相互作用,计算结果存在较大偏差,UMP2(full)/6-311+G^*水平上的计算结果与实验值吻合较好。在UMP2(full)/6-311+G^*水平上计算了气相自交换电子转移反应速率常数。在优化了电子转移复合物结构的基础上考虑了溶剂效应的影响,计算了水溶液中的溶剂重组能。研究结果表明O~2/O~2^.^-体系电子转移反应的活化能主要来源于溶剂重组能的贡献。最后计算了该反应在水溶液中的反应速率常数。理论计算结果与实验值吻合得很好。     

硼化铝团簇Al-B_n(n=2～9)的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT),对中性硼化铝团簇AlBn(n=2～9)的几何结构、稳定性以及红外振动光谱进行了理论研究,讨论了他们的不同点及AlB4、AlB5、AlB6和AlB7的基态构型和相对稳定性.对于中性AlBn(n=2～9)基态构型,对比讨论了其失去[AlBn+(n=2～9)]和得到[AlBn-(n=2～9)]一个电子后化学键强度的变化、掺入铝原子的影响以及团簇几何结构的演化.计算结果表明:虽然掺入Al之后,团簇的稳定性差异变小,但是硼团簇和硼化铝团簇都趋向于形成平面、准平面结构以获得更大的稳定性;硼团簇的构型对硼化铝团簇的结构和稳定性起着决定性的作用;AlB3、AlB5和AlB8更稳定;红外光谱的振动模式倾向于B原子和对称性优先的趋势.     

芳香族羧酸的高效液相色谱法测定及其在药品分析中的应用

建立了反相高效液相色谱同时测定苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸、对氨基苯甲酸和邻甲苯甲酸6种芳香族羧酸的方法.以ZORBAX ODS反相色谱柱为分离柱,采用紫外检测方法,研究了流动相组成、淋洗梯度和检测波长对芳香族羧酸分离效果的影响.在优化色谱条件下,即流动相为乙酸水溶液(50 mmol·L-1,pH 3.5) -甲醇(60 ∶ 40),紫外检测波长为230 nm,流速为1.0 mL·min-1,色谱柱温度为30 ℃,6种芳香族羧酸在25 min内达到基线分离.方法的检出限为0.21 ～ 0.99 mg·L-1,平均加标回收率为99.7% ～100.1%,相对标准偏差小于0.60%.将方法用于足君清酊剂和水杨酸苯甲酸松油搽剂两种药品的分析,结果满意.     

MnPd合金相变，弹性和热力学性质的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论第一性原理方法研究了MnPd从立方顺磁到四方反铁磁的相变以及其弹性性质和热力学性质等．结果表明：MnPd合金顺磁立方B2结构在施加了四方应变后，结构不稳定，会发生结构相变形成四方顺磁结构．四方顺磁相弹性稳定，然而在考虑了磁性后，反铁磁四方相比四方顺磁相能量更低，而且弹性和动力学都稳定，说明反铁磁四方相是MnPd的低温结构．从而得出MnPd合金的相变路径为两步：先发生结构相变从顺磁B2立方结构转变为顺磁四方相，再由磁性诱发相变形成反铁磁四方结构．通过准谐近似得到了摩尔比热容，德拜温度等热力学性质．