长江经济带核心城市辐射强度及模式研究

本文在已有的长江经济带辐射能力测算基础上,测算三大主要核心城市1的辐射范围和辐射强度,分析各要素的辐射能力,全面和深入地反映长江经济带上中下游区域的经济辐射模式,并深入剖析重庆的辐射扩散特点和存在的优势、劣势,从而能够为提升重庆辐射能力、带动周边发展提供有效的理论支撑和有针对性的政策建议。

喷淋作用下的深水测试放喷热辐射规律及关键参数

在深水天然气测试过程中,多相混合物会通过地面流程分离、泄压、加热后通过燃烧臂放喷燃烧,现场一般采用喷淋的方式来降低热辐射的影响。为了降低深水放喷测试作业时平台及燃烧臂的热辐射风险隐患,首先采用Thornton模型研究了火焰表面辐射能量、视角系数以及水幕透射率等参数,构建了喷淋作用下放喷火焰的热辐射通量计算模型,并结合现场燃烧放喷下的仿真模型,应用有限元软件分析了放喷喷淋影响下的火焰温度和辐射量变化规律。研究结果表明:(1)喷淋形成的水幕使靠近平台区域的温度和辐射量明显降低,放喷管道附近的辐射量由2 050 W/m^(2)减小到了1 840 W/m^(2);(2)在单个水幕的作用下,水幕吸收了一定的热辐射量,水幕温度从11.85℃上升到约26.85℃;(3)由于平台附近的空气中CO_(2)和H_(2)O含量较低,空气的热辐射吸收系数较小,温度主要受到热对流的影响,空气温度基本保持在26.85~36.15℃之间;(4)不同放喷管径和产量变化下平台附近区域的温度和辐射量变化趋势基本一致,管径减小使得辐射峰值增大。结论认为,该研究成果进一步明确了深水测试放喷不同工况下的热辐射分布,为深水地面放喷热辐射设计分析及安全控制提供了技术支撑。

基于全站仪定位的辐射场测量方法研究

在核设施检修或退役中,往往需要对现场的辐射剂量场进行测量。传统的剂量率仪不支持空间坐标测量,需要额外的坐标测量工具,且剂量测量和坐标测量不同步,使得测量效率受到限制。针对该问题,提出了一种基于全站仪定位的测量方法,可同时测量剂量率和对应的空间坐标,定位精度为mm级,研制了测量系统样机。使用样机对某个水泥固化放射性废物桶进行了测试实验,与蒙特卡罗计算结果进行对比,测量值与模拟值的相对偏差遵循正态分布,平均偏差为12.8%,标准偏差为9.37%,数量大约占96%的测量点位的相对偏差在[-30%,5%]的范围内,体现了较高的测量精度。对某核设施厂房的另外两个较为复杂的场景进行辐射场测量,使用对数变换普通克里金方法对离散的测量点进行辐射场插值计算,三维辐射场重构结果的平均相对偏差可控制在50%左右。结果表明通过基于全站仪的辐射场测量系统可对现场的三维辐射场进行重构,精度可以满足三维辐射场的应用需求。

向下短波辐射差异对草甸化草原地表辐射平衡的影响

基于向下短波辐射分位数,对中国气象局海北牧业试验站2014年9月至2020年12月四分量辐射观测数据按月进行分组。分析了向下短波辐射差异对草甸化草原辐射平衡的影响,为明晰不同光照条件下辐射平衡变化和成因提供了依据。结果表明:在相同月份中,不同光照条件下地表接收的向下短波辐射呈现出极显著的对数变化趋势,组间差异超过了季节之间的差异。不同光照条件下向上短波辐射和大气长波辐射也表现出较大差异,其中大气长波辐射差异主要与空气湿度以及云量差异有关。随光照条件的增加,地表接收的净短波辐射增多,支出净长波辐射也增多。所以不同光照条件下净全辐射与向下短波辐射的比例相差不大。不过,光照条件差异会对向下短波辐射与净全辐射的关系模型产生影响。

辐射防护材料的研究进展

人类不断暴露于来自宇宙射线(X或γ射线)和放射性物质(α或β射线)的等电离辐射中。除了这些电离辐射外,人类还暴露于紫外线、可见光线、红外线、微波及无线电波等非电离辐射。人类生活中始终存在与辐射相关的风险,辐射会产生严重负面影响,对于人类的健康,辐射防护材料应运而生。简述了电离辐射和非电离辐射的特点,介绍了电离辐射防护材料和非电离辐射防护材料的研究进展,指出了辐射防护材料的发展方向。

基于光辐射强度的日盲紫外放电检测结果一致性校准方法

随着紫外放电检测技术的广泛应用,为解决不同型号日盲紫外成像仪的检测结果缺乏一致性和可比性的问题,该文基于MODTRAN模型分析了温度、湿度、气压和检测距离等不同因素对日盲紫外波段光辐射的大气传输过程的影响特性,建立了紫外检测辐射传输模型,搭建了辐射计量一致性校准平台,提出了紫外检测结果一致性校准方法。利用该方法建立了3台不同型号紫外成像仪的检测结果一致性校准公式,可将紫外成像仪测得的光斑面积换算为检测目标产生的光辐射强度。使用3台紫外成像仪对棒-板模型电晕放电和氘灯光源进行紫外放电检测,由一致性校准公式所得检测目标的光辐射强度计算值的相对标准偏差均小于0.1,验证了一致性校准方法的普适性。

智能激光3D投影空间目标辐射照度校准技术

由于激光3D投影系统的光路复杂,且受空间目标的形状和大小的影响,导致在特定空间内难以取得理想的投影效果,使得投影目标与实际投影点之间存在较大的偏差,因此,提出一种辐射照度校准方法。分别利用矩形、圆形两种不同形状的辐射面和敏感面搭建辐射照度测量仪,得到4种不同辐射照度测量结果;利用斯忒藩-玻尔兹曼全辐射定律,对测量结果校准,进而完成对智能激光3D投影空间目标辐射照度的校准。实验结果表明,所提方法辐射照度校准结果与实际结果基本一致,且辐射照度校准误差保持在6 W·m^(2)以内。

基于超视距的外辐射源信号提取在被动探测中的应用分析

目前外辐射源雷达主要以接收辐射源的直达波信号为主,该方式提取的直达波信号信噪比高,利于后续目标信号检测和处理,但需要收发站通视,对直达波天线架高有要求,这极大地限制了该体制的应用。基于此,文中提出在沿海低海拔条件下,利用超视距侦察截获辐射源信号成为非合作探测的基准信号的思路,分析了其探测机理,和理论误差模型,并结合工程实际,提出了可实现的工程样机,分析了性能指标,给出了仿真结果。结果表明该思路可以应用在后续的工程实践上。

基于近零介电常数材料的热辐射调控研究进展

热辐射调控基于热辐射特性和物质相互作用实现对热辐射强度、频谱分布和方向的调控,在能量转化、传感等领域具有广泛的科学研究价值。传统热辐射材料受限于材料本身辐射吸收特性而无法实现按需设计及可控热辐射性能。近零介电常数(ENZ)材料因其特定波长附近介电常数近零而具有低折射率、强色散和电场增强等独特电磁响应特性,在调控热辐射方面具有巨大潜力。本文介绍了不同红外波段的ENZ材料分类以及ENZ材料电场增强机理,并围绕研究工作重点论述了近几年基于ENZ材料的宽带、定向、动态及可见兼容红外热辐射调控器的结构设计及最新进展,最后总结了基于ENZ材料的热辐射调控器目前所面临的挑战并展望了其未来发展方向。

用于定标海表测温辐射计的镓黑体辐射源

设计了镓黑体对海表测温辐射计进行定标。首先,介绍了该黑体的结构与工作原理,对黑体发射率进行仿真,并开展发射率的测量实验,讨论其不确定度的来源。然后,开展了电加热和水浴加热下镓的相变复现实验,讨论电加热功率对镓相变复现的影响。最后,通过红外海面温度自主辐射计实验对该黑体进行验证。结果表明:该黑体基于蒙特卡罗软件仿真的发射率优于0.9988,实验测得的黑体辐射源发射率结果与仿真结果较为吻合,测量重复性(标准偏差)达0.1%;相变温度坪台的复现性均优于±0.03 K;相变温坪附近时,红外海面温度自主辐射计和FLUKE 1524测温仪测得的黑体腔附近温度的数据差值均在±0.15 K以内。设计的镓黑体可以应用到海表测温辐射计进行校准,为发展自主知识产权的海表测温设备提供校准源。

漫反射与非漫反射表面间的辐射传递系数快速计算

针对蒙特卡洛方法计算目标表面间辐射传递系数耗时过长的问题,提出了一种计算漫反射灰体与非漫反射灰体表面间辐射传递系数的快速方法。首先,利用蒙特卡洛方法在漫反射表面生成发射光束集并进行射线追踪,计算漫反射表面对目标表面的辐射传递系数;然后,在非漫反射表面生成发射光束并进行射线追踪,如果射线在多次反射过程中击中任意漫反射表面,则利用反射光束的漫反射特性,直接调用漫反射表面的辐射传递系数对反射能量进行分配,并停止射线追踪。对正六面体模型内表面(两个漫反射面元、四个镜反射面元)的辐射传递系数进行仿真,结果表明,当表面反射率ρ=0.4时,镜反射表面的辐射传递系数计算时间仅为蒙特卡洛方法的1/3;ρ=0.8时,相应的计算时间占比低于1/10,并且保持良好的计算精度。理论推导并分析了影响该方法计算速度的模型参数,结果表明:表面反射率越高,系统中漫反射表面占比越大,快速方法中单束光线的平均追踪次数较蒙特卡洛方法越少,非漫反射表面的辐射传递系数计算优势越明显。

航空发动机电子控制器的高强辐射场干扰及防护

针对航空发动机电子控制器(EEC)易受高强辐射场(HIRF)干扰问题,以ZF-M600型EEC为研究对象,通过三维电磁仿真软件CST对EEC建模并进行平面波辐照仿真,模拟HIRF对EEC的干扰效应,仿真结果表明,HIRF可以通过孔缝耦合进入EEC内部并在腔体内部产生谐振,谐振频率处电场强度显著增加。依据RTCA DO-160G在400 MHz~4 GHz开展EEC辐射敏感度试验,试验结果表明:EEC失效频点为2.40 GHz和3.48 GHz,敏感模块为模拟量输入输出模块,敏感现象为模拟量数据丢失。EEC失效频点与谐振频率接近,说明EEC失效与腔体谐振有关,在EEC内部贴装吸波材料并进行仿真,分析吸波材料的放置方式和厚度对EEC谐振电磁干扰强度的影响,仿真结果表明,贴装吸波材料可以有效抑制谐振电磁干扰。

心血管介入手术医师体表辐射剂量分布特征研究

目的:分析并验证心血管介入手术医师体表辐射剂量分布特征,为研究辐射剂量特性及正确实施辐射防护提供理论依据。方法:选用2022年5月广州市第十二人民医院在用的数字减影血管造影(DSA)设备,机房为心血管介入手术医师配备3套铅防护服(分别设为铅防护服A、B、C),每套均包括铅围脖、铅背心和铅围裙各1件,铅当量均为0.5 mmPb。将手术医师穿戴的铅防护服外表面布点处放置热释光剂量计,对比3套铅防护服正面背面、垂直和水平面的辐射剂量值。结果:3套铅防护服正面剂量计测量平均值分别为(296.2±31.9)mSv、(196.3±20.2)mSv和(299.4±33.0)mSv,均明显高于铅防护服背面,其差异均有统计学意义(Z=-5.522、-5.115、-4.817,P<0.05)。3套铅防护服垂直面腹部辐射剂量值最高,分别为(356.7±58.2)mSv、(217.7±31.8)mSv和(387.4±46.3)mSv。铅防护服A、B水平面左侧剂量计测量值分别为(341.6±58.5)mSv、(229.1±32.4)mSv,均高于右侧,差异有统计学意义(Z=5.890、9.068,P<0.05);铅防护服C左侧高于中间和右侧,差异有统计学意义(Z=5.846、9.766,P<0.05)。结论:DSA介入手术医师体表前面辐射剂量明显高于后面,身体垂直面腹部辐照剂量最高,水平面左到右有递减趋势。检测出的辐射剂量数据和分布特征可为辐射防护提供研究依据。

SOI高压LDMOS器件氧化层抗总电离剂量辐射效应研究

绝缘体上硅(SOI)高压横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是高压集成电路的核心器件,对其进行了总电离剂量(TID)辐射效应研究。利用仿真软件研究了器件栅氧化层、场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷对电场和载流子分布的调制作用,栅氧化层辐射陷阱电荷主要作用于器件沟道区,而场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷则主要作用于器件漂移区;辐射陷阱电荷在器件内部感生出的镜像电荷改变了器件原有的电场和载流子分布,从而导致器件阈值电压、击穿电压和导通电阻等参数的退化。对80 V SOI高压LDMOS器件进行了总电离剂量辐射实验,结果表明在ON态和OFF态下随着辐射剂量的增加器件性能逐步衰退,当累积辐射剂量为200 krad(Si)时,器件的击穿电压大于80 V,阈值电压漂移为0.3 V,器件抗总电离剂量辐射能力大于200 krad(Si)。

中国地球系统模式对全球地表入射短波辐射和大气逆辐射的模拟效果评估

以云和地球辐射能量系统(CERES)数据集为准,量化了中国地球系统模式对地表入射短波辐射和大气逆辐射时空变化的模拟性能,明确了多模式间模拟结果存在不确定性的区域。结果表明:中国模式均能模拟出北半球地表入射短波辐射和大气逆辐射“夏高冬低”的季节变化特征。陆地上,中国模式对两个辐射分量月均值的模拟结果与CERES相当,在海洋上低于CERES结果。中国模式能模拟出地表入射短波辐射下降、大气逆辐射上升的年际变化趋势。对于2001—2014年均值,中国模式模拟的地表入射短波辐射在海洋和陆地上较CERES分别偏低3.3和3.0 W·m^(-2),模拟的大气逆辐射在海洋上与CERES结果相当,在陆地上较CERES低1.3 W·m^(-2)。除南北纬30°附近之外,中国模式在其他纬度均低估地表入射短波辐射,以热带和北极最为明显。模式对大气逆辐射的模拟偏差呈纬向波动特征,模拟误差大值出现在高大山脉处。中国模式模拟地表入射短波辐射不确定性极大的区域分布在热带雨林和南极洲沿海,模拟大气逆辐射不确定性极大的区域分布在格林兰岛、青藏高原、安第斯山脉和南极洲沿海。

核辐射环境监测与辐射防护方法研究

核辐射环境监测系统的设计与辐射防护措施的研究对核能安全和人体健康具有重要意义。文章阐述了核辐射监测与核辐射防护的必要性,介绍了核辐射的基本概念、来源和危害,探讨了核辐射监测系统的设计理论和设计方法,包括无线传感器理论、系统的整体设计、系统的软硬件设计等,并分析了核辐射防护的理念和措施,包括个人防护和环境防护两个方面。

空间辐射屏蔽材料研究进展

银河宇宙射线、太阳宇宙射线、辐射带等辐射环境会对元器件、航天员等产生各种空间辐射效应,威胁航天器的正常工作以及航天员的生命健康。材料屏蔽是目前最有效的辐射防护措施之一,对保障航天任务的顺利进行有着重要的作用。本文针对元器件、航天员以及飞行器平台防护3类典型对象,梳理不同场景下空间辐射屏蔽材料研究进展,并对金属复合材料、聚合物材料等空间辐射屏蔽材料的发展方向进行探讨。

金属微纳结构操控单光子发射体辐射

固态单光子发射体结合了原子优异的光学性质(如高可靠性、高效率等)和固态系统的便利性与可扩展性,在可扩展光量子信息技术中扮演着重要角色。然而,真空中固态单光子发射体所发出的单光子具有自发辐射速率低、各向同性发射、发射光的偏振状态随机等不足,这极大地限制了其应用。金属微纳结构支持的表面等离激元具有巨大的场增强和亚波长的场束缚效应,因此国内外研究者设计了各种各样的金属微纳结构来操控单光子发射体的辐射。本研究综述了金属微纳结构在单光子发射体自发辐射增强、准直辐射、辐射偏振操控等方面的研究进展,重点比较了性能指标并分析了操控机制。最后,对金属微纳结构操控单光子发射体辐射的挑战和发展进行了展望。

电子直线加速器辐射环境监测与评价

以医用放射治疗、货物/车辆安全检查、工业辐照3类电子直线加速器作为研究对象,通过辐射环境剂量率监测,掌握不同类型加速器周围和不同关注点位的辐射环境状况,对监测数据做单因素方差分析和Bonferroni相关性分析。结果表明,虽然3类电子直线加速器的辐射环境监测剂量率数据均低于相关标准限值,但安全检查类电子直线加速器出入口及其侧防护墙位置与其他类关注点位的周围剂量当量率水平有显著差异。

基于防辐射功能的孕妇装时尚设计与数字化趋势研究

伴随科技的日新月异,人们越来越重视环境辐射。环境辐射对人体健康的影响已经成为一个热门的话题,尤其是对于孕妇来说,辐射问题更加敏感。孕妇在怀孕期间,胎儿的发育和健康受到环境辐射的影响,因此需要采取一些措施来减少辐射的影响。针对孕妇这一特殊群体,穿着防电磁辐射服是最直接有效的防护方式之一。文章分析了防辐射的功能原理与强度影响方面,调研了防辐射孕妇装的时尚设计现状,提出了防辐射孕妇装的设计开发思路,并思考了防辐射孕妇装的数字化设计与趋势。