中国原子能科学研究院核物理基础研究最新进展与展望

核物理是物质科学研究的基础研究前沿和重大应用领域之一,对人类探索物质结构的微观层次、国家的地位与安全发挥了重大作用。中国原子能科学研究院(简称原子能院)核物理基础研究团队依托北京放射性核束装置、HI-13串列加速器、锦屏深地核天体物理加速器等实验设施,开展了核物理基础相关实验与理论研究,在质子晕核破裂机制、不稳定核衰变新模式、核天体反应深地高精度测量、激光驱动核反应等方面取得了多项创新研究成果。本文评述了“十四五”期间原子能院在核物理基础研究方面取得的一些最新进展,并展望了原子能院未来在核物理大科学装置、特色中小型装置、核理论、新型实验技术、学科交叉融合等方面的发展思路。

使用J2EE框架技术构建可重用的Web应用

集成Struts、Spring、Hibernate框架技术构建基于J2EE的Web应用可以提高J2EE项目的可重用性。介绍框架技术的原理以及集成上述三种框架技术的Web应用框架。并给出一个该框架设计下的模型系统的实现,为相关Web应用系统的设计提供了范例。

紫外超短脉冲激光的单次测量

利用瞬态光栅衍射法研制了一台单次频率分辨光学开关激光参数测量仪,可以对脉宽范围在10ps以内的紫外超短脉冲激光进行单次测量。利用该仪器对重复频率为10Hz的放电泵浦和单次运行的电子束泵浦KrF准分子激光器的输出脉冲分别进行了单次测量,结果表明:对于放电泵浦,当系统工作在零啁啾附近时,脉冲波形和光谱分布较规则,相位分布起伏较小,当系统偏离零啁啾状态时,脉冲波形和光谱分布不再规则,并且相位分布为抛物线结构;对于单次运行的电子束泵浦,脉冲波形具有多峰结构,光谱具有复杂的调制,脉宽约为2ps,带宽约为1.3nm,相位分布为抛物线结构。

激光与原子团簇相互作用实验系统的建立

研究建立了激光与原子团簇相互作用的实验系统。该系统包括团簇产生系统、真空系统、激光与团簇同步系统、聚焦系统,以及激光与团簇相互作用诊断设备。给出了系统性能测试结果。

紫外超短激光驱动铜薄膜靶产生质子的实验研究

在中国原子能科学研究院的放电泵浦的紫外KrF超短脉冲激光放大装置上,开展了紫外超短脉冲激光与铜薄膜靶相互作用加速产生质子束的实验研究。紫外超短脉冲激光输出能量为30mJ、波长为248nm、脉冲宽度为500fs,采用离轴抛物面镜聚焦获得激光聚焦功率密度为1.2×1017 W/cm2。激光以45°入射5μm厚的铜薄膜靶,质子最大能量超过300keV。紫外超短脉冲激光的高对比度和高吸收效率是紫外激光加速的优点。

共形阵空域极化域联合滤波研究

给出了完全极化情形下由N个正交偶极子构成的极化敏感阵列(共形阵)滤波性能。期望信号和干扰信号来自任意方向,并且任意极化,利用最小均方误差(LMS)自适应算法,推导了输出信号干扰噪声比(SINR)的计算公式。与普通阵列相比较,极化敏感阵列不仅可以在空域滤波,而且可以在极化域滤波,当干扰和期望信号到达角差别较大时,阵列通过调整方向特性抑制干扰、增强信号;当干扰信号和期望信号到达角接近时,仍然可以利用它们极化状态的差异提高SINR。具体算例和仿真结果验证了理论分析的正确性。

超短激光与金薄膜靶相互作用产生的质子能谱

在能量11 mJ、波长744 nm、脉宽120 fs、功率密度6×1016 W/cm2的超短脉冲装置上,开展了超短脉冲激光与2.1μm和5.0μm金薄膜靶相互作用产生质子束的实验研究。利用Thomson谱仪测量了产生的质子能谱,发现利用2.1μm金薄膜靶时,质子能谱由于质子源数量不足而在74 keV附近出现单能峰,5.0μm的金薄膜靶产生的质子计数和能谱均比2.1μm的金薄膜靶产生的低,主要原因是超热电子穿过薄膜靶时出现的能量损失和几何倾斜降低了电子回流所致。

超短脉冲激光自生磁场同位素分离实验研究

通过超短脉冲激光与固体氮化硼(BN)靶相互作用过程中产生的自生磁场实现了对同位素硼的分离,采用二次离子质谱法(SIMS)对同位素分离效果进行了测量。研究表明,一级浓缩比达50.8%。

CAESARⅡ软件用于直埋供热管道的应力分析

国内对直埋供热管道的应力计算主要依据CJJ/T 81-1998《城镇直埋供热管道工程技术规程》进行,应用该技术规程进行计算比较繁琐。文章介绍了采用CAESARⅡ软件对直埋供热管道进行应力分析的原理及方法,讨论了计算过程中应注意的事项,并通过具体实例介绍了如何进行计算及计算参数的选取等。采用该软件进行应力分析,其计算界面实现可视化,计算过程简单,可极大地提高工作效率。

中国原子能科学研究院激光技术发展及其在核科学中的应用

激光是受激辐射放大光,其方向性好、单色性好、相干性高,且能量在空间高度集中。随着激光技术的快速发展,激光器成为继加速器和反应堆之后研究核科学的一种新手段。本文回顾了中国原子能科学研究院激光技术及其应用研究的发展历程,总结了准分子激光技术、冲击波物理、超快超强激光技术、强场激光、激光核物理和光谱技术的发展现状和最新进展,并展望了“超级天光”综合激光装置、基于大型激光装置的物理工作和中小型特色激光器在核科学技术中的应用前景。

实验研究靶对超热电子行为的影响

研究了靶材料及靶厚度对超热电子产生机制及空间行为的影响。研究结果表明,在激光以45°角入射的条件下,靶材料对超热电子产生机制无明显影响,但靶材厚度对激光吸收效率有很大影响,而超热电子的空间行为并不随靶厚度变化,主要集中在靶前后表面的法线方向发射。

预脉冲对超短激光与薄膜靶相互作用加速产生质子的影响

采用波长为744nm、聚焦功率密度为6×1016 W/cm2的超短激光分别与两种不同厚度的铝薄膜靶相互作用,根据鞘层加速机制在靶后法线方向测量质子束角分布和能谱随靶厚度的变化,研究了预脉冲对质子加速的影响。随着薄膜靶厚度的降低,质子计数迅速增加,但当薄膜靶厚度太薄时,激光预脉冲形成的预等离子体影响了薄膜靶的面型,导致质子横向发散角迅速增加,而薄膜靶面型的破坏减少了激光与等离子体相互作用过程中的电子回流,从而降低了超热电子的产生和鞘层加速电场的维持,影响了质子的加速能谱。因此,超短脉冲激光与薄膜靶相互作用加速产生质子束,应尽量降低预脉冲,不能采用太薄的薄膜靶,以避免预等离子体影响薄膜靶的面型,导致质子的能量降低、发散角增大。

超短超强激光与不同厚度的铝膜作用加速质子的实验研究

介绍了功率密度4×1016 W/cm2,脉宽120fs情况下超短超强激光分别与5和2.1μm薄膜铝靶作用加速质子的实验。采用CR-39固体径迹探测器和Thomson谱仪结合测量得到质子能谱,并对实验结果进行分析。测得的5μm铝靶的质子最大能量约为140keV,2.1μm铝靶的质子最大能量约为170keV。2.1μm铝靶的质子产额较5μm铝靶的高1个量级。

有效组建 高效运作——浅谈校园电视台的组建

校园闭路电视系统与校园电视台的装配，日渐成为中学教育教学不可或缺的新型平台，也显示出其所特有的形象性、直观性、娱乐性、教育性。但校园电视台的建设是一项复杂的工程，如何组建以及打造出一个有个性、有特色、有创新的精品校园电视台，是当前教育技术飞速发展下，校园创新素质教育所面临的新的课题。

某海损散货船艏整体修复方案

世界贸易离不开海洋运输,货船作为主流载体,穿梭在全球各个港口之间。受海洋环境多种复杂因素影响,船舶在营运中常常遭遇不同程度的海损,其中包括较严重的撞击、搁浅、倾覆事故等。然而受海损的船舶按要求修复后仍可继续使用。本文对某巴拿马型散货船“AMC NAVIGATOR”艏部严重海损后整体修复施工方案做了简要介绍。

探究意识:提升学生技术素养的“引擎”

从初中劳动技术的尝试与模仿到高中通用技术的设计与创新,其间不可或缺的是学生的探究意识。本文试图从通用技术课程的特点、内涵与价值和教学实践等几个方面阐述探究意识的重要性,以凸显探究意识对于高中通用技术课程的价值。

DOA和频率联合估计高分辨算法

提出了一种基于双L型阵列结构针对空间非相干多个窄带信号源的中心频率、方位角和俯仰角三维参数的联合估计方法。该方法首先利用阵列接收数据构造时空矩阵,进而对时空矩阵进行特征分解,信号的三维参数由特征值和对应的特征向量直接得到。该方法不需要进行谱峰搜索,运算量小,可实现频率、方位角和俯仰角的同时估计与自动配对,具有较高的分辨率,同时解决了角度兼并问题,在无线电通信领域有很好的应用前景。给出的计算机仿真结果证明了该方法的有效性。

慢性阻塞性肺疾病合并支气管肺癌的诊治分析

对我院2009年1月～2013年12月收治的38例COPD合并支气管肺癌患者的临床资料进行回顾性分析。38例患者中，多数有大量吸烟史(78.9%)。病理类型：鳞癌20例，腺癌13例，小细胞癌2例，低分化癌或未定型癌3例；TNM分期：II期3例，IIIA+B期26例，IV期9例；治疗方法：手术切除1例，化疗及辅助放疗15例，中医治疗10例，支持、对症治疗9例，放弃治疗3例。COPD合并支气管肺癌患者的临床表征不具有明显的特异性，早期确诊难度较大。COPD患者若伴有血痰、胸痛、咳嗽性质改变、胸腔积液等症状时需警惕肺癌出现。病理检查和影像学检查对COPD合并支气管肺癌有很大的诊断意义。患者中鳞癌出现的比例较大，大多数患者能耐受临床分期治疗，治疗目的以缓解症状，改善生活为主。

供暖管网与用户系统连接方式的选用

我国目前所采用的是集中供热的系统,根据热源不同,又分为有区域锅炉房、热电厂以对工业余热进行利用的三种。区域的锅炉房供热系统是我国较为常见和普遍使用的。本文主要简述了正确选用供暖管网与用户系统连接方式的重要性和必要性,同时介绍了室外的热网与用户系统的连接方式以及选用连接方式的主要原则等。

高功率激光驱动核反应研究进展与展望

近年来,随着高功率激光技术的持续进步,目前在实验室已可获得超过1022W/cm2的激光聚焦强度,且还在不断提升,这为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了可能性。这样的超强脉冲激光与物质发生相互作用时,会出现很多新的物理现象,并且其产生的高温高压高密度的等离子体极端环境以及诱发的核反应次级粒子束等,也为其他基础和应用研究提供了独特的平台。强激光产生的等离子体环境可用来模拟天体核反应的环境,研究电子屏蔽效应等因素带来的低能核反应截面测量中的不确定性因素,这是目前实验室条件下直接研究天体环境中核反应的唯一技术手段。同时,激光驱动等离子体中核反应的研究也与惯性约束聚变中的燃料设计息息相关。与常规环境温度和压力下的物质相比,等离子体环境中的核反应动力学要复杂得多,对于研究天体核反应和惯性约束聚变也至关重要。因此,除加速器和反应堆外,高功率激光器正成为研究核物理的新平台。激光与核物理的结合不仅有利于具有新颖思想和方法的基础科学研究,也有利于广泛的物理应用领域。激光核物理已成为国际上一门新的交叉学科,也是物理学的重要前沿之一。与传统核物理装置相比,超强激光器具有脉冲宽度短、时间分辨率高、通量大等特性,这给核反应研究带来独特机遇的同时,也给核反应产物测量带来了挑战。本文从激光与物质的相互作用开始,介绍了世界上的激光装置,评述了激光驱动核反应的研究意义、研究特点与挑战,总结了激光驱动核反应的实验研究方法以及产物探测与标定技术,同时介绍了最新的研究进展和对未来研究的展望。