锦屏深地核天体物理实验(JUNA)进展

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)项目将利用中国锦屏深地实验室(CJPL)的良好条件,在天体物理伽莫夫能量窗口开展核天体关键反应25Mg(p,γ)26Al、19F(p,α)16O、13C(α,n)16O和12C(α,γ)16O的直接测量。目前已成功完成400kV强流加速器和ECR离子源的研发,获得了400keV、10mA的质子束流和一价氦离子束流及800keV、2mA二价氦离子束流。大功率固体靶的研制及实验数据获取系统的建立也已成功完成。超低本底快中子探测器、4πBGO探测器阵列以及大立体角带电粒子探测器阵列已研制组装完成,并测量了地面和锦屏地下实验室的本底水平。总体来说,JUNA项目整体进展顺利,完成了中期设立的目标并通过了基金委评估(A级)和国际评估。

高心墙堆石坝原生集成式智能无人碾压系统研发及应用

无人碾压技术是大坝填筑施工研究的前沿,有助于提高堆石坝施工质量和效率。然而,目前缺乏对多料种复杂施工环境条件下无人碾压系统的研究,且现有的无人碾压多基于RTK-GNSS和毫米波雷达对位姿与障碍物进行感知,缺乏对压实质量、环境障碍物和位姿的多模态感知;现有的无人碾压多采用外挂执行机构的方式进行改装,设备耐久性和稳定性难以得到保证。针对上述不足,采用感知设备、执行设备和控制设备统一设计和集成装配的方式,自主研发了集成多模态智能感知、智能规划决策和智能控制等功能的无驾驶舱原生集成式智能无人碾压系统。其中,智能感知采用RTK-GNSS、毫米波雷达和机器视觉等多种模态方法实现对车体位姿和环境障碍物的精准感知;基于能量守恒原则,采用加速度计等实现对有效压实功率的精准感知;智能规划决策集成了事前的全覆盖路径规划与事中的碾压参数动态优化等算法;智能控制中通过蝴蝶优化算法动态调控比例-积分-微分算法的控制参数,实现了复杂条件下循迹的精准控制;此外,基于B S架构研发了原生集成式智能无人碾压数字孪生平台,实现了碾压施工过程中物理空间与孪生空间的双向交互。研发的原生集成式智能无人碾压系统在两河口水电站堆石区、过渡区和砾石土心墙区等复杂施工条件下开展了应用研究,结果表明,相较于传统碾压施工方法,该系统一次碾压质量达标率提升2.42%,效率提升15.20%。

监理队伍管理的模糊综合评判探讨

针对水电监理队伍管理的实际和存在的问题，将模糊数学中的模糊综合评判原理应用于监理单位的监理水平评估和监理工程师的评优工作，并提出了详细的应用步骤和方法。应用实例表明，这种方法更为科学、公平和合理。

水电站多元场景水下智能巡检关键技术与实践

针对运行期水电站多元场景下复杂结构与环境水下检查的重大难题和迫切需求,以雅砻江流域梯级电站为典型场景,对比分析水电站水下检测环境与海洋开放水域场景的差异,该文提出了复杂场景下水工建筑物水下智能巡检实施的技术路径,构建了水下检测机器人系统装备、超长距离水下供电与通信、水下精确导航与定位、大断面快速精细检测、巡检过程实时监控和缺陷信息智能分析等关键技术体系,进而形成水工建筑物多元应用场景的系统解决方案。该文重点在典型水工隧洞结构和高山峡谷区半开放水域开展多元化应用实践,实现了水工建筑物智能巡检与安全管控,提升了流域梯级电站电力生产经济效益,大幅降低了传统检测成本。该研究成果与实践经验可促进水电枢纽水下智能巡检技术发展,具有重要的行业推广意义。

大直径长引水隧洞水下检测机器人系统关键技术

作为重大工程关键构筑物的引水隧洞具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点,长年运行会导致引水隧洞出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷,如不加以防范,将严重影响工程安全运行,传统人工检测存在周期长、安全风险高、漏检率高、获取信息量不足等问题。针对特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,研发多功能“子母式”水下机器人系统,突破在水体浑浊、高水压、附着淤积、局部可达困难等复杂水下环境机器人的远程供电、协同作业、智能巡检、缺陷识别、安全评估等关键技术,完成引水隧洞结构安全分级与风险评价,实现水下机器人“巡、检、控、诊、用”全过程集成,并在南水北调东线工程、锦屏二级水电站等国家重大工程中示范验证。研究成果可显著提高检测效率,大幅降低巡检成本,提高经济效益,同时具有广阔的产业与应用前景,如促进人工智能学科和水利学科交叉融合、引导特殊环境机器人产业发展、提升我国相关领域技术及装备水平等。

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)地面实验进展

锦屏深地核天体物理(JUNA)实验项目将利用中国锦屏深地实验室(CJPL)的良好条件,在天体物理伽莫夫能量窗口开展核天体关键反应^(25)Mg(p,γ)^(26)Al、^(19)F(p,α)^(16)O、^(13)C(α,n)^(16)O和^(12)C(α,γ)^(16)O的直接测量,为理解恒星演化和元素起源提供新的数据。目前,已经在地面上对加速器装置、束流稳定性、靶、探测器以及电子学进行了系统的测试。地面实验内容包括高纯锗探测器效率刻度,^(25)Mg(p,γ)^(26)Al在304 keV的共振强度测量,^(19)F(p,δ)^(16)O的截面测量,聚乙烯作为慢化体的中子探测器的设计、加工和效率刻度,靶的设计和稳定性检测等。JUNA项目整体进展顺利,地面实验已取得一系列关键进展和初步成果。在不远的将来,JUNA项目将有序开展地下实验,完成设定目标,也将促进更广泛的国际合作,助力于天体演化中的若干重大科学问题的解决。

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)的首个结果:^(25)Mg(p,γ)^(26)Al反应92 keV共振的精确测量

银河系星际介质中的^(26)Al衰变发射的1.809 MeVγ射线是γ天文学的主要观测对象之一,是银河系中正在进行核合成的关键证据,也为核合成理论与天文观测进行比较提供一个重要基准.在大质量恒星氢燃烧中,^(26)Al主要通过^(25)Mg(p,γ)^(26)Al反应产生,因此该反应在1.809 MeVγ射线研究中起着重要的作用.在天体环境温度为0.1 GK左右时,^(25)Mg(p,γ)^(26)Al天体物理反应率主要由92 keV共振俘获过程决定.作为在中国锦屏地下实验室(CJPL)中锦屏核天体物理实验(JUNA)装置上进行的首个实验,本工作对^(25)Mg(p,γ)^(26)Al反应的92 keV共振进行了精确的实验测量,得到了该共振的共振强度为ωγ=(3.80.3)10^(-10) eV,基态分支比为f0=0.660.04.与之前的工作相比,本工作大大提高了92 keV共振数据的精度.基于测量的92 keV共振参数和以前的间接测量结果,得到了精度最高的^(25)Mg(p,γ)^(26)Al天体物理反应率.结果表明,在0.1 GK左右时,新的反应率比REACLIB数据库中采用的反应率大2.4倍,这将导致^(26)Al和宇宙1.809 MeVγ射线的产额提高.同时,新反应率也将对理解太阳系的形成、球状星团的元素丰度反相关等问题提供重要的数据支撑.

300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用

我国西部水电资源丰富,为满足能源安全、防洪安全、西电东送和水资源高效利用的需要,规划并建设了一批300m级特高拱坝工程,成为国家能源十分重要的基础设施。300m级特高拱坝最突出的关键技术是大坝安全控制。

Neutron-induced nuclear recoil background in the PandaX-4T experiment

Neutron-induced nuclear recoil background is critical to dark matter searches in the PandaX-4T liquid xenon experiment.In this study,we investigate the features of neutron background in liquid xenon and evaluate its contribution in single scattering nuclear recoil events using three methods.The first method is fully based on Monte Carlo simulations.The last two are data-driven methods that also use multiple scattering signals and high energy signals in the data.In the PandaX-4T commissioning data with an exposure of 0.63 tonne-year,all these methods give a consistent result,i.e.,there are 1.15±0.57 neutron-induced backgrounds in the dark matter signal region within an approximated nuclear recoil energy window between 5 and 100 keV.