北京玻璃研究院助力“怀柔一号”卫星成功发射

2020年12月10日4点14分,我国战略性科技先导项目“空间科学二期”的首发星--“怀柔一号”卫星在西昌卫星发射中心发射成功,并进入预定轨道。“怀柔一号”全称“引力波暴高能电磁对应体全天监测器(GECAM)”,是国际上首个专门探测引力波暴高能电磁对应体的科学卫星,有望发现新的引力波暴高能辐射现象,并取得突破性原创成果。这将有助于科学家破解中子星与黑洞的形成和演化过程等科学问题。它由两颗装有25个用于探测引力波伽玛射线暴的探测器(GRD)和8个用于探测荷电粒子的探测器(CPD)的微小卫星组成,采用双星共轭轨道的星座布局,轨道高度600 km,设计服役时间3年,可以实现对高能电磁辐射爆发现象的全天360度无盲区高灵敏度监测。

高密度高载钆闪烁玻璃的闪烁性能和中子探测性能研究

闪烁玻璃可以通过改变玻璃基质成分和掺杂元素来调整其闪烁性能以及理化性质,是一种可适应多种应用场景的多功能闪烁材料。闪烁玻璃具有制备工艺相对简单,成本较低,成型加工性能优良、易于大批量生产和规模化生产等优点,在核辐射探测和高能物理实验中展现了巨大的应用潜力。为了研制满足核辐射探测以及高能物理实验需求的高性能闪烁玻璃材料(即高密度、较高光产额和快衰减),中国科学院高能物理研究所于2021年联合国内多家生产制备闪烁玻璃的高校,科研院所和核探测器研发企业,成立了闪烁玻璃研发合作组,推动高性能闪烁玻璃的研发和应用。本文基于闪烁玻璃合作组近期研发的高密度的高载钆含量的闪烁玻璃样品,探究了其闪烁性能,同时也研究了其对中子的响应,对高载钆闪烁玻璃在核辐射探测,特别是中子探测中的应用进行了初步的探索。研究表明本文测试的玻璃样品的密度能达到6g/cm^(3),光产额大于1000 ph/MeV,且衰减时间接近400 ns。另外玻璃样品能够探测到中子信号,但目前还无法实现有效的中子和伽马事例甄别。

Er:ZBLAN玻璃的一光束上转换立体显示的初步研究

本文研究了一光束上转换三维立体显示 ,所用材料为Er:ZBLAN氟化物玻璃 ;利用 96 6nm的连续波半导体激光研究了一光束上转换三维立体显示的尺寸效应 ,且得到了它的上转换发光谱 ;尤其是发现了基于 15 2 0nm的半导体激光激发的多光子上转换一光束三维立体显示的性能有大幅度提高 ,这在国际上还未见报道。

耐高压金属-玻璃的封接工艺研究

分别研究了结构钢-玻璃-可伐合金系统的封接温度、封接时间和氮气流量对封接性能的影响,通过对接插件润湿性、气密性和结合强度的测试确定了熔封工艺的最佳工艺参数。结果表明:最佳封接温度为960℃,封接时间10 min,氮气流量2.5 m3/h,封接中间过渡层铁元素富集,金属与玻璃形成互锁结构,明显改善接插件的耐压性能。

防辐射无机玻璃性能研究

核科学技术在国防、医学、工业、农业和科研等领域的应用日益广泛,各种辐射如X射线、γ射线和中子辐射对人体、环境、仪器设备等有很大的危害,并引起国际辐射防护领域的极大关注。透明防辐射玻璃是防辐射材料的重要研究方向之一,本文采用熔融浇注法制备了透明防辐射无机玻璃,对其γ射线和中子辐射的防护能力进行了表征,同时对玻璃透过率、软化点等性能进行了表征。结果显示该防辐射无机玻璃对γ射线和中子辐射具有良好的防护能力,且透过率较高,热稳定性和耐热性能好。由于该防辐射无机玻璃综合性能良好,在辐射防护领域有良好的应用前景。

钛合金叶片无余量精锻工艺用玻璃防护润滑剂的研究

介绍了钛合金叶片无余量精锻工艺用玻璃防护润滑剂的研制过程、性能检测、复合物玻璃配方设计和应用效果。

高光产额SrI_(2)Eu^(2+)晶体制备及其闪烁性能研究

SrI_(2)Eu^(2+)晶体因其极高的光产额和优良的能量分辨率,在伽马射线高分辨测量中呈现出良好的应用前景。采用改进的坩埚下降法制备出掺杂浓度为5.0%的SrI_(2)Eu^(2+)晶体,加工制成了直径为25 mm,厚度分别为3,6,9,12 mm的单透光防潮封装SrI_(2)Eu^(2+)闪烁体。研究了4种不同尺寸闪烁体对^(241)Am,^(137)Cs,^(60)Co放射源伽马射线的响应,测试了SrI_(2):Eu^(2+)晶体的荧光光谱、能量分辨率、发光产额及衰减时间等闪烁性能。实验结果表明:SrI_(2)Eu^(2+)晶体的发光光谱峰值位于436 nm,SrI_(2)Eu^(2+)晶体闪烁性能随晶体厚度减薄或伽马射线能量的提高而提升。3 mm厚度SrI_(2)Eu^(2+)闪烁体对1.173 MeV^(60)Co伽马射线的能量分辨率达到了2.74%,在^(137)Cs源伽马射线激发下,光产额达到1.23×10^(5)MeV^(-1),是传统NaI:Tl闪烁体光产额的3倍以上,与当前国际上报道的最好的实验结果相当。

Ce^(3+)掺杂闪烁玻璃的研究进展

闪烁玻璃由于制备工艺简单,尺寸灵活可控,成本低廉等优点,有望成为中国环形正负电子对撞机(CEPC)中强子量能器的候选材料。其中,以Ce^(3+)发光中心掺杂闪烁玻璃有较好的闪烁性能。玻璃基质可以分为氧化物玻璃、卤化物玻璃和微晶玻璃。本文根据Ce^(3+)掺杂不同玻璃基质分类,重点关注了Ce^(3+)掺杂闪烁玻璃的光学透过率、光产额、衰减时间等闪烁性能和抗辐照特性。并且,总结了国内外以及闪烁玻璃合作组的最新研究成果。针对不同玻璃体系的研究现状,从玻璃组成与制备工艺等两个方面探讨了玻璃性能提升手段。最后,对Ce^(3+)掺杂闪烁玻璃未来的研究发展方向做出了展望。

2m长As-Se-Te玻璃红外光纤传像束

文中介绍了传输 2～ 12 μmAs Se Te玻璃红外光纤所用原料提纯和玻璃熔制工艺改进的方法。分析了损耗、填充系数K和面反射对透过率的影响。将制备出的红外玻璃光纤 ,用WQF 4 0 0傅里叶变换红外光纤光谱仪测试其损耗 ,光纤损耗值明显降低。把单丝直径 φ≤ 80 μm的As Se Te玻璃光纤制成 10 0像元× 10 0像元、长度为 2m的传像束。前、后两端分别配置可调焦的红外透镜 ,入端对准 5m处 4 0 0℃黑体炉 φ =3mm的小孔 ,出端与热像仪连接 ,经过光学扫描和信号处理后 ,在计算机屏幕上显示出圆形的黑体热像。结果表明 ,在特殊环境中用As Se Te玻璃红外传像束 ,传输热像是最佳设计方案之一。

溴化铈晶体的生长与性能研究

采用改进的坩埚下降法生长出Φ1.5"×1.5"的无宏观缺陷的溴化铈晶体毛坯。研究测试了溴化铈晶体的荧光光谱、紫外-可见透射光谱及光输出、能量分辨率、本底等闪烁性能。结果表明:在光致激发下,溴化铈晶体的发光主峰位于390 nm;其10 mm厚度样品在390 nm处的光透过率为60%;Φ1"×1"大小的样品在^(137)Cs源的662 keV伽马射线作用下能量分辨率为4.26%,光输出相当于NaI(Tl)晶体的125%;溴化铈晶体中在0.005 Bq/g探测限下未检测到^(138)La和^(227)Ac元素,本底水平显著低于掺铈溴化镧晶体。

高密度快衰减闪烁晶体及其研究开发现状

近 10多年来 ,由于高能物理实验、核医学成像的迫切需要 ,具有高密度和快衰减特性的闪烁晶体日益受到重视。一些具有应用潜力的高密度、快衰减闪烁晶体 ,特别是Ce3+ 激活的镥 (Lu)基化合物相继被发现、研究和开发 ,有的甚至已经被实际应用。文中简要介绍了密度大于 5 .0 g/cm3、衰减时间短于 10 0ns的本征型闪烁晶体以及非本征型掺Ce3+ 闪烁晶体 ,并对它们的研究开发现状进行了评述 ,同时揭示了高密度、快衰减闪烁晶体的发展趋势。

As-S玻璃红外光纤传像束

介绍用Ａｓ－Ｓ芯包光纤制备１－６μｍ波段应用的红外光纤传像束。该传像束与热像仪连接，得到一组人体面部的热像照片，同时测试和评估红外光纤传像束的特性。

Pr^(3+)离子在氟化物玻璃中的光跃迁的计算与分析

测量了Pr(0.5)∶ZBLAN非晶的吸收光谱,由此利用Judd-Ofelt理论计算了Pr3+离子在材料中的光谱跃迁强度参量,讨论Judd-Ofelt理论在计算Pr3+离子的强度参数时存在的问题。从所得到的强度参数计算预言了此材料中Pr3+离子的各能级之间的自发辐射跃迁速率、荧光分支比和积分发射截面,由所得结果讨论了该材料作为激光材料的前景及可能存在的光子雪崩上转换机制。

载波对分布式光纤泄漏检测系统的影响研究

为了实时进行管道泄漏检测与定位,采用了能够长距离、动态检测泄漏信号的干涉式分布式光纤传感技术。分析了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法,并通过实验研究了载波对传感器性能的影响。由实验结果可知,当1阶贝塞尔函数达到极值时,传感器性能最佳;而贝塞尔函数远离极值点时,无法实现信号检测。结果表明,选取较佳的载波参量,该传感器能够准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.99%。

掺铈溴化镧闪烁晶体封装技术的研究

研究了反射层材料、光耦合剂以及晶体表面形态等对25.4 mm×25.4 mm圆柱形晶体样品的闪烁光收集效果的影响,研究结果表明:较有效的光耦合剂为折射率1.54的光学有机硅胶,反射层材料为聚四氟乙烯微粉,闪烁晶体表面形态为入射面粗糙,侧面和出光面抛光。

掺铌钨酸铅晶体的生长及闪烁性能研究

克服晶体生长中产生的液流转换，用提拉法生长出优质的Ｎｂ∶ＰｂＷＯ４晶体．测试了晶体的光学性能和闪烁性能，Ｎｂ∶ＰｂＷＯ４晶体的闪烁性能优于纯ＰｂＷＯ４晶体．

光纤压力传感器在称重领域应用的研究进展

从实际应用的角度出发阐述了光纤压力传感器在称重领域的发展概况,根据光波调制原理分别叙述了强度调制、波长调制、相位调制型光纤压力传感器在称重领域的研究状况,介绍了其原理、结构及优缺点等。通过对比各种光纤压力传感器的特点,波长调制型光纤压力传感器在称重领域的应用研究将成为重要发展方向。

NaBi(WO_4)_2晶体生长研究

ＮａＢｉ（ＷＯ４）２晶体生长研究郑燕宁陈刚任绍霞徐玉恒李铭华（北京玻璃研究院，北京１０００６２）（哈尔滨工业大学应用化学系，哈尔滨１５０００６）ＳｔｕｄｙｏｎＧｒｏｗｔｈｆｏｒＮａＢｉ（ＷＯ４）２ＣｒｙｓｔａｌＺｈｅｎｇＹａｎｎｉｎｇＣｈｅｍＧ...

苎麻落麻的表面处理及其复合材料的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈接枝 ,硅烷偶联剂 (A - 15 1)偶联 ,聚氯乙烯 (PVC)包覆等方法对苎麻落麻纤维进行表面处理 ;测试了处理前后落麻纤维的吸水率、单丝强度及其与环氧树脂 (EP)、酚醛树脂 (PF)和不饱和聚酯(UP)等的接触角 ;观察了偶联和包覆后落麻纤维的表面状况 ;选取偶联和包覆后的落麻纤维制备了UP/落麻毡和PP/落麻纤维复合材料 ,测试了其拉伸和弯曲性能并观察了处理前后复合材料的拉伸断面形貌。结果表明 ,接枝、偶联和包覆不仅降低了落麻纤维的吸水速率 ,而且也降低了平衡吸水量 ;接枝对落麻纤维单丝强度影响最大 ,偶联次之 ,包覆最小 ;接枝、偶联和包覆均能大幅度改善落麻纤维与EP、PF和UP的浸润性 ;偶联和包覆后的落麻纤维表面都比处理前粗糙 ;偶联使UP/落麻毡复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量提高了 2 1% ,弯曲强度提高了 34% ,弯曲弹性模量提高了 4 0 % ,包覆使PP/落麻纤维复合材料的拉伸、弯曲强度提高了 2 0

钨酸铋钠晶体闪烁性能研究

钨酸铋钠晶体 (NaBi(WO4) 2 ,简称NBW )。做为一种新型闪烁晶体由于其具有发光效率高 ,密度高 ,时间响应快 ,在可见区域有荧光发射 ,抗辐照性能好 ,在相对温湿度变化大的恶劣环境中性能稳定 ,且对中子不灵敏 ,可以在中子、γ混合场中测γ射线 ,在高能物理学、医学、石油工业以及安全检查等领域具有广泛的应用前景 ,从而引起了高能物理界的重视。我们采用提拉法晶体生长 ,所用的原料为高纯的Na2 CO3 ,WO3 ,Bi2 O3 ,在晶体生长方面 ,因NBW粘度与PWO晶体相似 ,故拉速不需太慢 ,为 1～ 3mm/h ,考虑到自然对流与强迫对流的平衡 ,我们采用的转速为 2 0～ 30r/min。生长出的宏观完整晶体尺寸为2 5× 30mm。我们对所得到的样品用日立U32 1 0紫外—可见分光光度计测其透过率 ,结果表明 ,其吸收截止边在 34 0nm ,在 40 0nm以后透过率在 70 %以上 ,与资料报道相符。其荧光发射峰位于440nm(Ex380nm) ,相对荧光发射强度是相同尺寸PWO晶体的 1 .5～ 2倍。另外从掺杂离子的离子半径 ,本征发射谱线位置 ,电荷平衡等角度考虑 ,我们分别制备了Gd3 +,Ce3 +,Nd3 +,Y3 +掺杂的多晶料 ,测试它们的荧光光谱 ,结果表明 ,Ce3 +掺杂样品发光最好。Ce3 +的 5d能级在三价稀土离子中最低 ,可产生f～d跃迁 ,Ce3 +的基态为 4f的2 F5 /