中子成像技术在元素分析中的应用

中子成像作为一种快速、直观的无损检测技术,在核工业、航空航天、新能源、地质、考古、先进制造等多个领域得到广泛应用。中子成像利用中子不带电、穿透能力强、对轻元素敏感、可区分同位素和近邻元素等特性,非常适合开展含氢元素、近邻元素和同位素等材料的无损检测。本文概述了中子成像技术的基本原理及特点,并结合中国先进研究堆(CARR)中子成像装置上的应用案例, 重点介绍了国内外中子成像技术在储氢材料、燃料电池、岩石、核燃料元件、古代文物等领域的典型应用。随着中子成像技术的不断发展和广泛应用,有望为我国更多领域研究提供更强有力的技术支撑。     

水体透射光谱结合主成分分析(PCA )改进化学需氧量(COD)含量估算研究

化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）是水体有机污染的一项重要指标,化学需氧量越高,表示水污染程度越严重。 为了解决传统的COD测量方法耗时较长,不利于快速、实时地获取水体中COD的信息等问题。本文提出了基于透射光谱测量结合主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)改进水体COD含量估算模型。具体的,采集100组COD水体光谱信息,分别使用3种不同的高光谱数据预处理方法对光谱数据进行预处理,分析不同预处理方法对模型精度的影响,并基于不同的预处理方法分别建立高斯过程回归模型(Gaussian Process Regression, GPR)和BP神经网络模型,分析不同预处理方法对模型精度的影响;并对各模型结合PCA数据降维方法进行模型的改进,通过比较模型的精度选择最优模型进行水体COD含量的检测。结果显示,相比于原始光谱数据建立的GPR模型和BP神经网络模型,数据预处理后的模型精度明显提升;且结合PCA对预处理后的数据进一步降维处理后,模型精度得到了进一步的提升。其中,基于标准正态变量变换特征结合PCA改进BP神经网络模型基于PCA改进的BP神经网络模型R^2高达0.9940,均方根误差RMSE为0.022540。证明了基于PCA改进的BP神经网络数据降维方法对预处理后的光谱数据进行降维处理,有利于去除光谱中的冗余信息,提取特征信息,可以实现高光谱检测方法可以实现COD含量估算模型的优化,从而为传统COD测量方法存在的问题提出了一种新的解决思路。     

不同分子量软链段的聚己内酯型聚氨酯扩链反应动力学研究

合成了一系列不同分子量的聚己内酯,进而制备异氰酸根封端的聚己内酯预聚体,用傅里叶变换红外光谱研究了不同分子量的聚己内酯预聚体与二元醇的扩链反应.扩链反应动力学研究结果表明:聚己内酯预聚体与二元醇的扩链反应均为二级反应;随着软链段反应物料分子量的增加,反应速率常数显著降低,但当分子量超过某一范围后,其对反应速率的影响逐渐减小,趋于不变.对于不同硬链段反应物料含量的扩链反应体系,硬链段反应物料含量越高,软链段反应物料分子量对反应速率的影响越明显,而且,当软链段反应物料分子量超过某一范围后,不同体系的反应速率常数间的差值趋于不变.Arrhenius方程中的指前因子(B)随软链段反应物料分子量的变化关系与速率常数对分子量的依赖关系相同;从反应速率常数对温度的依赖关系可见:表观活化能的直线斜率基本相同,扩链反应的活化能主要与官能团的反应活性相关.     

重量法测定腐殖酸钾中钾

钻井液用页岩抑制剂腐殖酸钾（KHm）是以褐煤为原料,用KOH提取而制得的产品。它虽易溶于水,但水溶液颜色为黑色,无法直接测定钾含量。所以应首先将钾离子从黑色溶液中分离出来,才能进行测定。地质矿产部行业标准ZBD10003—89《钻井液用抑制剂腐殖酸钾》中规定先沉淀腐殖酸分离钾,再用滴定法测定钾。这种方法试验过程繁琐,且溶液不宜长期保存,特别是十六烷基三甲基溴化铵标准溶液在低于20℃的温度下就有结晶析出,滴定误差很大,甚至无法进行。本文采用高温灰化分离钾,四苯硼钠重量法测定腐殖酸钾中钾含量,简化了测定准备工作和操作步骤,节省了试剂成本。     

近红外漫反射光谱法测定整粒小麦单株蛋白质含量

应用近红外漫反射光谱技术(波长为1 100～2 498 nm,分辨率为2 nm),以整粒小麦为材料建立适合于小麦单株分析的蛋白质含量分析系统。首先选取籽粒蛋白质含量具有梯度差异的小麦样品,然后对样品扫描得到原始光谱信息,通过散射校正及数学处理来消除原始光谱噪声,最后分别采用多元线性回归、主成分分析法和偏最小二乘法法建立回归方程。结果表明,优化各项参数后,光谱经过标准乘性散射校正和一阶导数处理后,回归分析采用修正的偏最小二乘法(MPLS)得到的定标模型效果最佳。最终得到的预测方程定标相关系数(RSQ)、交叉验证标准误差(SECV)、交叉验证相关系数(1-VR)分别为0.94,0.42,0.87。数学模型经过验证样品集检验,预测相关系数达到0.88。该模型达到了快速、无损分析单株小麦的要求,非常适合于品质育种的早代选择。     

JSOG中水蒸汽含量的模拟计算

氧碘化学激光（简称 COIL）系统中，水是影响激光功率输出的最重要的原因之一。气流中的水不仅对激发态碘原子有严重的猝灭作用，另外对碘分子解离、超音速流动特性也有很坏的负面作用。单重态氧发生器的BHP（Basic Hydrogen Peroxide ）溶液是最主要的水蒸汽源。利用传质模型对射流式单重态氧发生器（简称JSOG）中产生的水蒸汽进行了计算，所得的数值结果与实验测量结果基本相符。根据模拟结果，对发生器的设计及实验条件进行了优化。     

紫外分光光度法测定甲砜霉素片的含量

根据甲砜霉素的紫外吸收特征,建立了以乙腈-水为溶媒、(225±1)nm为最大吸收波长的紫外分光光度法。方法的线性范围为0.5～25.0μg/mL,平均回收率为99.92％,RSD为0.30％。用对照品比较法测定5批甲砜霉素片的含量,并与中国药典方法的测定结果进行比对,结果表明,两种方法的测定结果基本一致。     

紫外分光光度法测定蔬菜鲜样中的硝酸盐

建立了紫外分光光度法测定蔬菜鲜样中硝酸盐含量的方法，经t检验证明，该方法的测定结果与酚二磺酸法无显著性差异，RSD小于4．5％，方法操作简便，适用于蔬菜中硝酸盐含量的测定。     

一种标记物中的蛋白质测定

随着生物医学研究的迅速发展，在其相应的研究领域中也出现了许多新技术，蛋白质连接技术即是其一。本实验以自行合成时间分辨荧光免疫分析[TRFIA]双功能螯合剂4，7-二氯磺酰基苯基-1，10-菲绕啰啉-2，9-二羧酸（BCPDA）进行蛋白质连接技术研究，发现BCPDA在280nm处有比蛋白质更强的吸收，严重干扰了蛋白质测定。结合BCPDA标记牛血清白蛋白（BSA）实验，采用考马斯亮蓝染色建立了测定蛋白质方法。     

抗衰老微量元素谱

刘汴生等分析了百岁老人聚居区(有百岁老人27人)为对照区的土壤、饮水、大米、小麦、黄豆以及百岁老人血液、头发的16种微量元素。无百岁老人区结果显示,所研究的百岁老人聚居区饮水中锰、锌、锶、氟和土壤中锶、氟、钼、铜、镍含量高于对照区;大米和小麦中硒、铁、氟高于对照区,铜等低于对照区。全血铜含量低于对照组,全血锌与国内健康成年人的水平相差无几,血硒含量也在一般健康成年人的适宜水平。百岁老人发铁含量低于对照组。含锰量约高于一般健康老人6倍。由上述结果不难看出,属于抗氧化剂或抗氧化酶成分的硒、锰在百岁老人组供应量充…