原子能院电子直线加速器技术的研究与应用

加速器技术作为核技术应用的源头技术之一,推动了核科学技术与应用的发展。中国原子能科学研究院是中国核科学技术的发祥地,在中低能电子直线加速器研究与应用方面进行了持续研究,取得了多项成果,研究开发了具有自主知识产权、型谱化、系列化的无损检测电子直线加速器和电子辐照直线加速器,在工业、农业、安全等领域得到了有效应用,在我国国防建设、国民经济发展中发挥了重要作用。

高功率KrF准分子激光光束平滑技术实验研究

均匀辐照是束靶相互作用实验的首要条件。采用无阶梯诱导空间非相干(EFISI)光束平滑技术对KrF准分子激光光束进行平滑实验研究,初步得到了带宽Δλ为4×10-10m、相干时间tc为0.5ps、不均匀性小于12%的光束空间分布。

核科技领域相关的若干复杂网络研究进展与应用前景

简要总结和评述了核科技领域相关的若干复杂网络的研究进展。这些复杂网络包括:强流加速器中传统的和混合的束流传输网络及其束晕-混沌的控制方法、核反应中连续渗流演化模型网络、全球核电站网络、化学反应网络、核能武器网络与网络作战中心、核辐射监测与反核恐怖网络和美国核武器综合系统网络等。最后,指出了网络科学的若干挑战性课题与应用发展前景。

探测非透明介质下深层成分的拉曼光谱技术研究

本文分别采用传统拉曼光谱装置及空间偏移拉曼光谱装置,对不/半透明塑料瓶装的NaNO3粉末进行了测量和对比,并对空间偏移拉曼光谱技术对非透明塑料瓶装介质进行有效探测的作用机理进行了分析。空间偏移拉曼光谱技术突破了传统拉曼光谱测量技术的瓶颈(探测深度小,不能对非透明介质覆盖下的深层成分进行探测),实现了对非透明介质(不/半透明塑料瓶)中物质成分(NaNO3)的测量和识别。

CIAE核技术在反恐中的创新和应用

爆炸和核恐怖袭击活动严重威胁人类安全及经济发展,中国原子能科学研究院(CIAE)在核技术反恐领域,开展了高灵敏、低功耗、智能化、网络化的放射性物质检测技术研究。利用中子、X射线背散射和核四极共振(NQR)技术等开展了快速、有效的爆炸物等违禁品检测技术研究,突破了渐进式混合多元迭代算法和竞争性加权谱分析技术、强干扰条件下爆炸物特征元素快速识别技术、非连续重构时间窗技术、爆炸物快中子检测系统在线能量刻度技术、双拟合快速放射性检测技术、宽能复合探测技术和X射线扫描方式构建等关键技术。研制出多种先进的具有自主知识产权的核反恐与安保装备,其性能指标达到国际同类产品水平,并得到广泛应用。本文提出了CIAE核反恐与安保技术的未来发展方向。

静态CT行包安检系统关键技术研究

本文介绍了安检用静态CT技术的基本原理,对基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线源、基于光子计数技术的多能谱X射线成像技术和安检用静态CT系统图像重建算法等进行了研究。冷阴极X射线源由基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管、两套高压系统和1个控制系统组成,在130 kV以下可稳定工作。研制并测试了一款具有三能谱成像功能的光子计数型X射线探测器系统。对安检用静态CT系统图像重建算法进行了讨论,提出了一种解决方法。安检用静态CT系统关键技术的研究为安检用静态CT系统的研制提供了技术基础。

三层超网络演化模型特性研究

为了揭示超网络的某些特性,提出和建立了基于小世界模型和无标度模型混合的4种三层超网络演化模型,并定义了两种层次交叉度用于表征超网络中不同层次节点之间的合作与竞争关系,数值模拟表明:层次交叉度不仅可用于分析超网络不同层次之间节点的相互合作与竞争的关系,还能描述和量化超网络的鲁棒性,研究结果从理论上进一步完善了多层次的超网络演化模型,并为应用研究打下了基础。

长脉冲KrF激光驱动高速飞片实验研究

利用侧向阴影成像技术开展了激光驱动高速金属飞片实验研究,并介绍了飞片实验系统与条纹相机时空标定结果。实验在辐照激光波长248nm、脉宽28ns、能量100J、功率密度1.8×1012 W/cm2的条件下加速带有50μm烧蚀层的5μm铝飞片至10km/s左右。讨论了不同条件下加速过程的区别,分析了冲击波对飞片加速过程的影响,并从铝、钽飞片实验对比中发现激光烧蚀不同材料的能量转化效率是不同的。

束晕-混沌同步控制及若干加密方法研究进展

构造了具有小世界(WS)和无标度(BA)特性的束流输运网络,提出多种束晕-混沌的同步控制方法和3种保密通信的电路设计方案,并进行了仿真试验。在混沌复杂性研究的基础上,探索了一种混沌密码新算法,并成功地研制了链路混沌密码样机。同时研制了一种基于混沌加密算法和传统加密算法相结合的混沌加密系统,采用FPGA技术进行了硬件开发,已在互联网上实现了文件加密和解密的通信实验。在信息隐藏技术研究方面,实现了将加密信息隐藏到JPEG格式图片之中,实验和工程应用信息隐藏效果良好。

基于统一混合网络理论框架的多层次超网络模型研究

统一混合网络理论模型具有比较丰富的拓扑特性,能够应用于许多实际网络的研究分析,因此开展基于统一混合网络理论的多层次超网络模型研究具有理论价值和现实意义。为此,将统一混合网络理论和超网络的特性相结合,构建了4种类型超网络模型,计算分析了混合比与拓扑特性之间的关系,对统一混合网络理论模型与超网络模型的特性进行了比较,发现一些新特点。

多能量档电子直线加速器用栅控电子枪电源研究

本文介绍了一种应用于多能量档电子直线加速器栅控电子枪的专用电源。根据栅控电子枪的工作需求,电子枪的阴极处于-50kV高压上,电源的3路输出,包括灯丝电源、偏压电源和栅控脉冲电源,均通过高压隔离变压器,将信号输送到高压端的灯丝、阴极和栅极上。利用主控计算机精确调节了电子枪发射束流的大小和脉冲宽度,以满足加速器多能量输出的需求。高压端均为无源器件,以降低故障率。此电源结构简单、调节方便、工作稳定,已在多能量档电子直线加速器上连续工作近4a,运行状态良好。

全球核电站网络及其若干特性研究

应用网络科学的理论方法,基于实际数据,提出优先权排队网络模型,建立全球核电站网络;利用数值模拟研究了网络拓扑特性(度分布和群聚系数等);利用CFinder软件研究了网络的社团结构。结果揭示了全球核电站网络分布具有不平衡性和不均匀性,并基本反映了发达国家(节点度大)广泛采用成熟堆型、发展中国家(节点度小)从发达国家引进的事实。全球核电站网络相关的各种特性可反映全球核电站的发展现状及其核电站网络的演化特点。这些结果从网络科学视角为我国核电站的发展提供依据和参考。

GaN核辐射探测器材料与器件研究进展

文章介绍GaN材料作为核探测器的潜在优势和国内外的研究状况,并概要综述GaN材料外延的主要技术、特点及其最新发展。通过模拟计算,总结了使用GaN制备核探测器对材料的基本要求。同时,根据目前的研究现状,提出了在GaN材料生长和器件制作方面存在的主要技术问题及其解决方向。

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。

70MHz回旋加速器谐振腔高频性能的数值研究

介绍了用数值模拟手段设计加速腔体的方法。在设计 70MHz回旋加速器谐振腔的过程中 ,为满足回旋加速器磁铁的结构要求 ,对高频频率、Q值等高频参数进行了研究。在设计阶段 ,应用基于有限元方法的程序对高频实验进行模拟计算。回旋加速器腔体的初步设计结果将用于最终物理设计和工程设计。

中国电子信息技术百强企业网络的若干特点

电子信息技术产业属于高技术产业,是中国国民经济的支柱产业,电子信息技术百强企业集中代表了电子信息行业的竞争实力、创新能力以及高科技发展趋势。采用最近5年电子百强企业的关键经济指标的统计数据,应用网络科学理论和方法,分别构建和分析了多种类型的电子百强企业网络:加权网络、区域联合有权网络等,研究了网络的基本特性和发展特点,这些结果可为中国电子信息技术产业的管理和发展提供有益的参考和思考。

超短脉冲激光与固体等离子体相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ)与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱与角分布,利用电子磁谱仪与成像板(IP)探测器测量能谱,采用IP在入射平面内测量角分布。在无预脉冲、P极化激光45°斜入射下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度为46 keV,超热电子主要沿靶法线方向发射。产生超热电子的主导机制为真空加热,等离子体的电荷分离势约为70 keV。

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。

GaN核辐射探测器的性能研究

GaN作为第3代半导体材料,具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度大、抗辐射能力强等特点。制备了GaN半导体探测器,并应用该探测器对241 Amα粒子能谱进行测量,得到α粒子能谱的能量分辨率约30%。同时,以Si半导体探测器为标准,对GaN探测器进行了能量及探测效率的测量,得到探测器的探测效率最高可达80.1%。最后,应用Keithley 2635静电计对GaN探测器的I-V曲线等进行测试,发现在-15V偏压下,GaN探测器的本底电流密度小于70nA/cm2。

中子活化分析法作为标准物质元素定值权威方法的研究

中子活化分析全面参量化方法与传统的相对比较法相结合，初步满足了国际标准化组织（ＩＳＯ）对标准物质（ＲＭ）元素定值权威（ｄｅｆｉｎｉｔｉｖｅ）方法的定义。首次提出了中子活化分析法可作为ＲＭ一批元素定值的权威方法。对典型的地质、岩石围环境有证标准物质ＣＲＭ（ＮＢＳ－２７８，１６３３ａ，ＵＳＧＳ－ＢＣＲ－１，ＩＡＥＡ－ＳＬ－３和ＧＳＤ－１２）的分析结果表明：Ａｌ、Ａｓ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｓ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｈ、Ｙｂ等２０种元素的实验测定值与推荐值在误差范围符合得很好，总不确定度小于５％，从而使中子活化分析法作为权威方法得到初步证实。