CSNS-Ⅱ靶站质子束窗结构设计与优化分析

中国散裂中子源（CSNS）靶站质子束窗位于环到靶站输运线（RTBT）与靶站交接面,起到隔离加速器高真空和靶站氦气环境的作用。随着束流功率提高,目前质子束窗单层膜结构形式已无法满足CSNS-Ⅱ 500 kW的高功率需求,因此开展CSNS-Ⅱ质子束窗研制,设计出双层膜中间通水的冷却结构,完成质子束窗双层膜的薄膜半径、薄膜厚度、水冷槽长度与宽度、对流换热系数等各参数对质子束窗温升与热应力的影响分析。通过冷却水需求分析得出,冷却水流速需大于15 L/min。通过质子束窗主体的流固耦合分析,消除箱体内部死水区域。最终优化后质子束窗薄膜位置最高温度47.8℃,薄膜位置最高热应力30.758 MPa。通过FLUKA软件对质子束窗材料的辐照损伤性能进行分析,在每年5 000 h工作时长、500 kW高功率束流的辐照下,辐照损伤DPA计算值为1.285 DPA,质子束窗的安全使用寿命在7年以上。     

固定床气体吸附过程温升的计算模型

本文采用等温模型、非等温绝热模型和非等温定壁温模型对二氧化碳占10%的二氧化碳氮气双组分气体在吸附剂沸石13X上吸附过程进行了数值模拟,并对结果进行了分析.结果表明三种模型计算的结果差别很大,非等温非绝热模型的分离效果,温升幅度均处于另两种模型之间,温度对吸附过程有着巨大的影响,必须考虑边界条件和吸附剂热物性的影响.采用非等温非平衡模型进行吸附过程模拟是最合理的.     

Quantum Information Splitting Based on Current Cavity QED Techniques

We propose two schemes for quantum information splitting via W-class state. The first scheme is based on the interaction of single atom with single-mode field, while the second scheme is based on the simultaneous interaction of two atoms with single-mode cavity. For the first scheme, the difIiculty of two atoms required to be simultaneously sent through one cavity is avoid. For the second scheme, it is immune to thermal field. Both schemes are experimentally feasible based on current cavity QED techniques.     

日本热核研究突破

日本文部科学省热核科学研究所2月19日宣布,该所研究人员6日用大型螺旋装置把离子温度为8100万度的等离子体在磁场中成功封闭0.5秒钟,从而向在地球上实现热核聚变大大前进了一步。大型螺旋装置是一种使用螺旋超导线圈产生磁场的装置,该研究所的螺旋装置目前是世界上最大的。热核科学研究所实验推进总部部长松冈启介说,要在地球实现热核聚变,必须具备4个条件:离子温度1亿度、电子温度1亿度、电子密度每立方厘米100万亿个、封闭时间为1秒钟。     

“热-化学能-功”转换的理想热力循环研究

近年来,运用电化学方法实现中低温热能高效利用的方法受到学界的广泛关注,但目前尚缺乏以一般性的热力学原理研究多种"热-化学能-功"转换系统的方法论。本文着眼于能量转换机制,在T-S图中引入表征化学能的吉布斯自由能作为图像表达的第三维坐标,将化学能定量化。进而基于卡诺循环,通过循环过程量在T-S-G图中的几何移动得到了"热-化学能-功"转换的理想循环。该研究方法有望应用于多种涉及化学能的热功转换系统的研究。     

高功率氙灯脉冲放电过程中石英管壁热损伤机理

基于高功率激光装置对脉冲氙灯工程运行可靠性的要求,利用现有的能源模块开展了氙灯放电考核实验。实验结果表明：虽然氙灯运行在安全的能量负载水平,当能源模块单个放电回路的峰值功率超过300 MW时,氙灯石英玻璃管壁存在热损伤风险。肉眼观察到管壁损伤后在反射器对侧的灯管内壁出现乳白色沉积层。经扫描电镜和X射线光电子能谱测试分析,证实热损伤形成的乳白色沉积物为二氧化硅。为探究管壁热损伤机制,采用高速摄影观测了氙灯放电等离子体沟道发展过程。图像显示放大器内金属反射器的几何形状对放电沟道的分布产生了显著影响,尤其是在侧灯箱,灯内电弧沟道会靠近反射器一侧集中分布,因此,导致等离子体对灯管的偏烧。当放电峰值功率超过石英热负载极限时,管壁表面二氧化硅材料会被烧蚀至蒸发、气化,并随后沉积在灯管较冷部位。研究结果表明放电回路的放电峰值功率过高、放大器内金属反射器均会对氙灯造成热损伤。     

Studies of internal magnetic fluctuation in the HL-1M tokamak

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电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的电学性能退化及损伤机理

对ITO/F46/Ag热控涂层进行了电子辐照地面模拟试验,探讨了其表面电阻率随电子辐照注量的退化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其表面形貌变化进行了研究。通过SEM分析发现,涂层表面发生了严重的损伤效应,有裂纹、碎片和熔蚀现象出现。对涂层的损伤机理进行了分析,并给出了电子辐照ITO/F46/Ag热控涂层的表面碎裂损伤模型。     

热致变色自旋转换材料的制备与表征

设计包含Fe(II)自旋转换配合物的合成及热致变色性质研究,探究了温度、溶剂对配合物自旋状态的影响;进一步制备了具有一定加工性能的热致变色复合高分子材料,并通过多种手段加以表征。实验从验证基本原理到设计改性实用材料,涉及无机、分析、高分子、材料等多学科交叉,通过合成–表征–性质调控–应用的全流程实现对学生知识、技能、素养的全面训练。     

不同软段结构聚氨酯-酰亚胺嵌段共聚物的合成及热性能研究

用二步法合成了不同软段 (PPO ,PEG ,PEPA)聚氨酯 酰亚胺 (PUI)嵌段共聚物 ,FTIR光谱表征了所有合成PUI分子主链均含有酰亚胺链段 ,并研究了PUI嵌段共聚物的热性能受软段类型及长度的影响 .DSC研究表明聚酯型PUI的软硬段之间的相容性比聚醚型PUI好 ,随相同软段分子量的增加 ,PUI体系的软硬段兼容性变差 ,并显示了相分离的特征 ;热失重 (TGA)研究得出不同软段的PUI样品的热稳定性大小顺序为 :PEPA PUI >PEG PUI>PPO PUI ;动态力学 (DMTA)研究给出了所合成的PUI样品在 5 0～ 2 0 0℃范围内均出现了较长的模量平台显示出有较好的耐热性 ,且随硬段含量的升高其储能模量不断增强