微结构选择性红外发射极设计研究

研究基底材料、微腔直径、微腔深度及微腔间距等特征参数对热光电系统微结构选择性发射极发射率的影响,并基于GaSb光伏器件的外量子效率特性,设计选择性发射极。仿真结果显示,在1200℃下基底钨板和选择性发射极的热光转换效率分别为58.5%、71.1%,相比于抛光钨板基底,制备微结构的选择性发射极的热光转换效率提升了21.5%,抛光钨板表面制备微结构对出射光谱具有明显的选择性发射特性。

85Kr测厚源在锂电池极片面密度测量的应用

为满足85Kr测厚源在新能源锂电行业的应用,对测厚源在锂电池极片面密度测量方面开展应用研究。比较分析不同规格的85Kr测厚源的源窗材料、源窗厚度、活性区尺寸以及活度大小对β射线输出量的影响,完成在锂电池极片实际生产过程中,85Kr测厚源β射线吸收值的定量标定、温度补偿标定、极片位置补偿标定以及源活度衰减补偿标定,获得极片面密度与β射线吸收值关系曲线,以及极片面密度与温度、极片位置及源活度衰减关系。结果表明,厚度25μm钛窗,活性区底面积大且高度低,装载活度18.5 GBq的85Kr测厚源具有较大的β射线输出量,重复测量精度0.02%;β射线透射极片后的衰减吸收值与极片面密度的定量线性相关度达0.999;经监控测量间隙的空气温度,可补偿空气密度变化对β射线吸收的影响;极片距离探测器的位置变化与测量面密度呈线性关系,通过测量位置变化实现对测量值的补偿;至少每5 d修正一次空气零点I_(0),以补偿85Kr测厚源活度衰减引起的测量系统偏差。85Kr测厚源的使用效果能够满足锂电池超级智能制造产线的实际应用需求。

基于强流脉冲离子束的中子辐照模拟装置及评价技术

依据高能原子辐照与中子辐照的初级离位原子(PKA)能谱相似性,基于TEMP-6M型强流脉冲离子束(HIPIB)系统,研发了一种中子辐照模拟装置,该装置以磁绝缘离子二极管伴生的强流脉冲二次电子束流实现0.1 MeV以上高能离子的高效率中和,获得动能为0.1~1 MeV、脉冲宽度为120~160 ns、脉冲辐照剂量为1012~10^(15)n/cm^(2)的强流脉冲原子或混合束,原子占比为85%~100%。通过辐照缺陷原位差热分析方法,快速确定材料缺陷数量、密度及dpa损伤速率等抗中子辐照性能评价指标。以核级AISI 304奥氏体不锈钢为例,计算PKA相似性定标曲线,采用220~280 keV的C原子等效1.8~2.3 MeV中子进行辐照模拟,调节名义束流能量密度0.5~4 J/cm^(2),实测辐照剂量范围为0.46×10^(13)~8.55×10^(13)n/cm^(2),热分析确定Frenkel缺陷密度为1.99×10^(16)~2.90×10^(17)/cm^(2),外推预测奥氏体不锈钢在1021n/cm^(2)中子剂量条件下的辐照损伤为500 dpa量级,适用于核电厂结构材料60年服役寿期评价需求。

中国散裂中子源伴生质子辐照实验平台及其技术参数的确定

为了利用负氢离子加速器中伴随产生的质子成分,中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)在直线加速器末端建设了伴生质子辐照实验平台(associated protons experimental platform,APEP)。为了确定其性能参数,采用散射测量、束斑照相、同位素活化法等实验方法对伴生质子辐照实验平台的主要参数进行了刻度。实验证实,该辐照平台可以提供的质子能量范围为10~80 MeV,束斑分布均匀,束流强度范围为1.2×10^(7)~4.0×10^(9) cm^(-2)·s^(-1)。伴生质子辐照实验平台运行稳定,每年提供超过5000 h的束流时间,可以满足宇航器件可靠性测试、探测器刻度、辐照育种以及材料抗辐照特性测试等多种应用需求。

假密封源氦加压检验技术中若干问题的探讨

为解决在假密封源氦加压检漏技术中存在的问题,明确计算公式和检验方法,本研究利用分子流状态下漏率与温度、样品尺寸、漏孔两侧高低端压力的计算公式,推导得出假密封源的氦加压检漏公式。对推导后公式研究发现,通过指示漏率R计算实际标准漏率L时具有双值特性,须在细检漏后再进行粗检漏以排除大漏孔的存在;GB/T15849给出的计算公式为氦加压检漏公式在满足一定条件下(t_(1)和t_(2)<<P_(0)×V/L)的简化公式,直接使用会放大拒收点,导致结果错判。本研究讨论了在不同内腔体积和合格漏率条件下加压压力、加压时间和净化时间对拒收点的影响,结果表明:增大加压压力、延长加压时间以及缩短净化时间能够提高指示氦泄漏率R,从而提升检漏灵敏度,且当净化时间影响较小时,加压压力和时间需满足PEt1≥QP_(0)^(2)V/L^(2)。给出了氦加压检验试验条件选择原则。

挂镀法制备镍-63放射源工艺研究

为了解决传统电沉积工艺制备镍-63放射源过程中出现的效率低、装置复杂等问题。以氯化镍(Ni-63)为原料,以镍为衬底,结合挂镀工艺开发了一套高效制备镍-63放射源的工艺。研究电镀液的pH、电镀温度、电镀时间、电镀电流密度对镍-63放射源产品质量的影响。在氯化镍(Ni-63)浓度为7 g/L,pH为1~3、电镀温度为常温、电镀时间为180 s、电流密度为6.5 mA/cm^(2)的条件下,制备镍-63放射源。结果表明,该工艺与传统的电沉积工艺相比,摆脱电镀槽设计的限制,克服传统电沉积工艺中电镀器具设计复杂的缺点,可以灵活的设计放射源活性区的形状,解决了生产过程需要频繁拆卸电镀器具的问题,同时提升了生产效率。

放射源辐射场蒙特卡罗模拟计算

选取Pu-238为放射源,采用简化的级联衰变链对其进行源项分析,得到放射源各衰变子体原子数及放射性活度的变化曲线,在此基础上,采用MCNP程序,对放射源进行了精确建模,对放射源辐射场及其有效屏蔽问题进行了模拟计算,得到放射源周围中子、γ能谱及辐射场分布,辐射场计算值与参考实验剂量吻合较好,屏蔽体的采用可有效降低放射源的辐射剂量,其中,γ剂量降低为裸源的0.1%左右,中子剂量降低为裸源的13%～17%。

温差发电器及其在航天与核电领域的应用

概要介绍了温差发电器的基本原理。半导体温差电元件可将放射性同位素的衰变热直接转换成为电能,为月球表面科学试验装置、外层空间探测器等提供电源;也可将反应堆的余热转换为电能,为事故后监测仪表提供可靠的电源保障。

核技术利用领域“互联网+监管”实践总结与探索

新冠肺炎疫情防控期间,华东监督站对华东地区五十余家核技术利用单位、21种核技术利用项目进行了远程视频监督检查,1家核技术利用单位开展了远程执法笔录,探索完善“互联网+监管”模式。远程视频检查具有不受时间限制、检查形式灵活等优势,可以作为核与辐射安全监管现代化的一种有效手段。现阶段,远程监督检查存在定位尚不清晰、硬件条件不充分、远程监督检查自主性受限等问题。本文建议在总结经验的基础上,研究制定“互联网+监管”相关规章制度、程序,规范“互联网+监管”;利用现阶段条件开展部分“互联网+监管”监督检查;在辐照装置使用单位开展信息化试点,并适时推广。

基于加速器^7Li（p，n）反应的硼中子俘获治疗中子源的优化设计

7Li(p,n)反应以中子产额大、反应阈能低等优点成为硼中子俘获治疗加速器驱动中子源所用中子反应的候选类型之一。本文重点研究了该中子产生反应作为加速器驱动中子源的中子产额及其能谱特性,并对产生的高能中子束流进行慢化,使其满足BNCT治疗要求。首先采用蒙特卡罗程序MCNPX2.5.0模拟加速器7Li(p,n)反应过程,得到1.9 3.0 MeV能量入射质子的中子产额及其能谱,并详细研究了质子入射能量为2.5 MeV的最佳条件下产生的中子束流特性;进而提出中子束流的慢化设计方案,并对慢化所得超热中子束品质进行分析研究。模拟计算结果表明,10 mA流量的2.5 MeV能量入射质子所产生的中子束经过慢化处理后,可以很好地满足硼中子俘获治疗的中子束流要求。

核电厂氚的产生和排放分析

研究核电厂中氚在堆芯和主冷却剂中的产生方式,以及进入环境的途径、形态和排放量,是核电厂辐射环境影响评价非常重要的内容之一。本文通过分析压水堆核电厂中的主冷却剂系统、辅助系统、三废系统和厂房通风系统的运行模式,结合国际上的运行经验参数,研究主冷却剂中的氚排放进入环境大气的途径和形态。研究结果表明:理论计算分析结果与电厂运行经验数据相吻合,氚主要通过燃料棒中的三元裂变,可燃毒物棒中硼的活化以及主冷却剂中硼、锂和氘流经堆芯时的活化产生,主要以液态氚水形式排放,影响气液两相分配份额的主要因素取决于主冷却剂向反应堆厂房和辅助厂房的泄漏率。

64K CMOS随机存储器瞬时辐射损伤模式分析

对64K CMOS随机存储器6264进行了"强光一号"长脉冲辐射状态和短脉冲辐射状态下的辐照实验,测量了存储器翻转效应,分析了不同脉冲宽度下效应的差异,绘制了存储单元的翻转位图,研究了6264的辐射损伤模式。对于6264,其存储单元的翻转主要由内部路轨塌陷引起。

上海激光电子γ源

激光具有高强度、高极化度等优异的性能。用激光束轰击高能电子束就可以产生高强度、高极化度的γ射线束。上海激光电子γ源就是上海同步辐射装置上的这样一条束线站。预计可以获得能量范围为1—22MeV的准单色、高强度(109—1011s-1)和高极化度(线极化或圆极化)的γ射线束。介绍了这条束线站目前的进展情况。

β粒子痔疮治疗仪的开发

开发了一种近距β粒子痔疮治疗仪(或称β粒子痔疮敷贴器)。该仪器由照射器、定位器、升降器、屏蔽套和控制器等部件组成,可用于治疗内痔、外痔、混合痔、肛裂、肛窦炎等多种肛肠疾病。初步临床试验表明,与其他痔疮治疗术相比,β粒子腔内放疗术具有安全、有效、方便、无痛苦和无创伤等优点。

速调管走廊抗干扰技术研究

合肥国家同步辐射实验室速调管走廊内存在着高频电磁泄漏 ,为确保走廊内的通讯信号不被干扰 ,采用抗干扰技术对泄漏噪声进行了抑制 ,并对抑制前后的泄漏噪声作了对比测试 ,结果显示了所采用的抗干扰技术的有效性。

电镀法制备Pa测量源

用２３３Ｐａ作示踪剂，对影响电镀Ｐａ的主要因素（如ｐＨ值、电镀时间和电流密度等）进行了实验和讨论。用ＨＰＧｅ能谱仪对镀源进行测量，以确定化学效率。并在不锈钢片上获得了薄而均匀的Ｐａ镀源，其厚度为１ｍｇ／ｃｍ２。

同步辐射光束位置监测系统中电细分控制技术

为了实现探测调整机构的高精度移动和定位 ,采用了基于单片机控制的PWM步进电机细分驱动技术。利用电流矢量恒幅均匀旋转的方法 ,即给步进电机两相绕组分别通以不同的电流 ,使合成的电流矢量恒幅均匀旋转 ,实现了 32细分微步驱动。步进电机绕组存在的非线性误差 ,造成了细分后步距角的不均匀 ,其最大误差为 2 4 .8% ,采用拉格朗日插值多项式拟合法进行误差修正后 ,提高了细分精度 ,最大误差为 8.1%。

15MeV电子束驱动中子源靶站模拟分析

电子轰击金属靶产生的中子源,可用于核素反应截面测量实验。为利用7.5kW、15 MeV电子加速器作为驱动加速器,产生适用于核数据测量实验的中子源,相应开展了该功率下的中子靶站设计。研究中,依据蒙特卡罗程序MCNPX模拟计算的中子源数据,分析优化靶站结构;计算得到靶体能量沉积,导入商用CFD软件CFX中作为热源,模拟分析靶体对流传热性质,优化冷却通道模型,安全实现中子靶站冷却。本研究模拟设计的靶站,能产生强度为1012 s-1量级的中子源。

弧光放电法原位清洗光学元件

光学元件受到污染后其光学性能会变差 ,如何对其进行清洗 ,尽可能地恢复其原来的性能 ,使其能够重新使用显得很重要。本文介绍一种碳污染的原位清洗方法———射频弧光放电法 ,利用原子氧与光学元件表面所沉积的碳反应以达到清洗的目的。清洗装置建立后对北京同步辐射装置 (BSRF)上所使用的光学元件进行了清洗 ,取得了较好的效果。

电刷镀法制备大面积^(241)Am放射源

以分子电镀法制备放射源的技术为基础,结合当前应用广泛的电刷镀技术,开展了电刷镀法制备大面积241 Am放射源的研究。和传统的放射源制备方法相比,该方法突破了电镀槽的限制,可以任意选择源的活性面积,并且通过控制阳极镀笔在阴极上作可控制的、有规律的二维往复移动,克服了传统电镀中当源的活性面积较大时难以保证电镀源均匀性的缺点。成功制备了一批活性面积为100mm×150mm的大面积241 Am放射源,研究了通电时间、电压以及镀液酸度对放射性核素241 Am的沉积效率的影响,并对源的均匀性、牢固性进行了评价。