基于硅基气凝胶的气体模拟源制备方法初步研究

为制备可以替代13N(T_(1/2)=9.97 min)气体进行13N监测仪校准的模拟源,采用两步法湿凝胶制备技术和CO_(2)超临界干燥技术开展硅基气凝胶制备工艺研究,先以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备前驱体溶液,使用体积为前驱体溶液45倍的丙酮对其进行稀释,在pH=8的条件下凝胶,经超临界干燥后,得到满足低密度要求的气凝胶基质。基于该工艺,以长寿命核素22Na(T_(1/2)=2.60 a)作为替代核素,研制13N监测仪校准用气体模拟源,密度为4.6 mg/cm^(3)(4倍空气密度),批内均匀性为5%,批间均匀性为8%。采用气体模拟源对某型号13N监测仪原型机开展效率校准,与模拟结果有25%相对偏差。

新一代信息技术提升高职学生信息素养的教育途径探究

随着信息技术的迅猛发展和高职教育的不断深化,提升高职学生的信息素养成为教育领域的重要任务。信息素养是指个体在信息时代运用信息技术及信息资源从多维度、多层次、多角度进行信息获取、处理、生成、传递和评价的能力。信息素养的培养不仅有助于高职学生适应信息时代的发展需求,还对其终身学习与职业发展具有重要意义。然而,当前高职学生的信息素养普遍较低,存在着信息意识薄弱、信息获取和处理能力有限等问题。因此,如何利用新一代信息技术提高高职学生的信息素养成为研究的重要课题。

中国先进研究堆工程科学应力谱仪性能优化与刻度研究

为充分发挥中国先进研究堆工程科学应力谱仪在工程构件残余应力表征的作用,在常用金属测试所需的中子波长约0.164 nm下进行谱仪的性能优化和刻度研究。在此波长下,将Fe(211)衍射峰的峰位误差作为光路优化的品质因数,通过调整单色器的水平聚焦和垂直聚焦姿态,获得了最优性能的聚焦光路。采用金箔活化法测试了样品处中子注量率,在反应堆满功率60 MW的条件下,样品处中子(波长0.164 nm)注量率为3.0×10^(7)cm^(−2)·s^(−1)(±4.5%),在衍射角约90°的分辨率为0.42%。使用带缝隙的镉片测试了探测器的位置分辨,获得探测器水平方向的位置分辨为(1.44±0.03)mm。本工作完成了谱仪的光路优化与性能刻度,为谱仪投入运行奠定了实验基础。

安宫牛黄丸干预新型冠状病毒感染的回顾性临床研究

目的分析安宫牛黄丸的使用与新型冠状病毒感染重症结局的相关性。方法采用病例对照试验设计,收集新型冠状病毒感染患者基本信息、中医辨证信息、安宫牛黄丸的治疗信息、疾病进展信息等。以是否转重症为结局变量,采用二元非条件逐步Logistic回归方法进行安宫牛黄丸是否用药以及安宫牛黄丸不同用药时机的相关性分析。结果纳入最终诊断为营血分证并具有发热症状者156例,倾向性评分匹配,安宫牛黄丸用药组35例,未用药组35例;Logistic分析结果未发现服用安宫牛黄丸与重症结局有相关性(P=0.330);进一步对安宫牛黄丸不同用药时间与重症结局的相关性进行分析,用药时间对重症结局可能存在影响(P=0.002),营血分证后用药组发生重症的风险是营血分证前用药组的9.308倍。结论安宫牛黄丸早期干预新型冠状病毒感染可能降低疾病转重症的风险。

采用机器学习的X、γ辐射剂量仪现场校准技术

为解决固定式X、γ辐射剂量仪现场校准的散射和剂量率定值难题,保障核设施安全稳定运行,基于X光机研究建立了便携式X射线照射装置和自屏蔽式X射线照射装置。基于蒙特卡罗模拟及机器学习算法和实验方法完成了X射线辐射场散射辐射修正并开展辐射场剂量率定值技术研究。首先,使用MCNP对便携式X射线参考辐射场及自屏蔽式X射线参考辐射场的均匀性、散射辐射和能谱分布等辐射特性进行了模拟,将得到的结果与实验数据进行对比,验证了数值模拟方法的有效性以及该装置应用于现场校准的可行性;其次,基于机器学习算法搭建现场校准环境散射辐射修正系统,使用平均绝对值误差对机器学习模型效果进行评价;最后,结合照射装置及次级电离室利用搭建的环境散射辐射修正系统开展现场校准实验。研究结果表明,便携式X射线照射装置及自屏蔽X射线照射装置均能提供满足GB/T 12162.1—2000标准要求的参考辐射场,基于环境散射辐射修正系统开展的固定式X、γ辐射剂量仪现场校准的校准因子和实验室校准因子的相对误差不大于6.2%,满足现场校准工作要求。

小角中子散射原位热力耦合加载装置

热力耦合近工况条件下材料微观结构的原位实验研究,对于深入理解材料服役性能演化机制十分重要,可给出样品微观上的纳米结构尺度分布。为充分发挥小角中子散射统计性好、取样体积大可开展原位实验等优势,本文基于中国先进研究堆小角中子散射谱仪,设计并研制了一台高温和拉力同时加载的原位实验装置,并实现了高温高压下原位测量材料的纳米尺度形貌变化。实验测试结果表明,装置最大载荷可达20 kN,最高温度800℃,控温精度优于±1℃。利用该装置对镍基单晶高温合金样品进行了原位小角中子散射测试,发现温度拉力条件下样品内部纳米结构的明显变化,表明基于该装置可开展热力耦合加载下的原位小角中子散射实验。该装置及其相应实验方法,可用于核电不锈钢等多种高温结构材料的原位加载实验研究,提供微观结构演化数据。

粒子源水吸收剂量绝对测量装置内部电场模拟

拟研制125I粒子源水吸收剂量绝对测量电离室,通过Maxwell软件建立电离室内部模型,模拟得出电离室无保护极、不同保护极环宽度,不同绝缘环宽度、不同栅极个数、不同栅极形状和不同栅极厚度下的电场强度分布,并进行了定性和定量的分析。结果表明:绝缘环宽度的增加会使收集极边缘处的边缘效应增强,应尽量使绝缘环宽度减小;在设计电离室时,应当使保护极宽度和收集极半径比值不低于2。当栅极个数为15个时,电场强度的变化幅度可减少为1%左右,表明通过增加栅极个数能有效改善电场的均匀性。相较于栅极截面为圆形和三角形,当栅极截面为矩形时,电场强度的变化幅度较小。栅极厚度越大,栅极边缘处的边缘效应越严重,应尽量减少栅极厚度。本次研究结果将为后续粒子源水吸收剂量绝对测量标准装置的优化设计提供支撑。

一种基于斩波拓扑的高精度RC振荡器

设计了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的基于斩波拓扑的高精度RC振荡器。该结构对比较器失调有较好的抑制效果,并补偿了比较器传输延时对输出时钟频率的影响,达到了较好的温度特性。同时使用LDO对振荡器的主体电路供电,有效抑制了电源电压波动对输出频率的影响。另外该振荡器使用电容修调网络,减小了工艺漂移对中心频率的影响。仿真结果表明,所设计的振荡器在不同工艺角下均可以通过修调将频率校准至典型值2 MHz。在-40~125℃的温度范围内,输出频率的波动仅为0.87%。在3~6 V的电源电压范围,输出频率的波动仅为0.21%。与同类型的片上RC振荡器相比,该电路对温度、电源电压和工艺的漂移有更好的抑制作用。

基于7Li(p,γ)8Be共振核反应伽马源的光核嬗变实验原理验证研究

光核嬗变可作为长寿命核废料嬗变的一种补充手段.随着强流质子加速器技术的发展,共振核反应γ源的流强可达到较高强度.7Li(p,γ)8Be共振核反应产生的148MeV与176MeV伽马射线恰好位于巨共振区内,是研究光核嬗变的较好选择.本工作基于中国原子能科学研究院2×17MV串列加速器,利用7Li(p,γ)8Be共振核反应产生的高能伽马射线对197Au进行了光核嬗变实验研究.在质子流强081μA的条件下,当金靶厚度为2mm时,反推得到4π方向上的总嬗变率为(58683±2298)s-1.该实验结果为将来利用共振核反应伽马源进行光核嬗变实验研究奠定了技术基础.

BNCT治疗束γ能谱仪的校准方法研究

受硼中子俘获疗法(BNCT)治疗束的特点所限,源项γ射线能谱的测量难度较大,国际上开展的相关工作很少,且未对其谱仪进行校准。为得到准确的源项γ能谱,本文主要开展了适用于BNCT治疗束γ能谱仪的校准方法研究。谱仪由高纯锗(HPGe)探测器及屏蔽系统组成,因为屏蔽效果很好,无法通过实验方法校准整个谱仪系统的γ响应。由于其主要影响因素是HPGe探测器的死层分布,谱仪可通过下述方法进行校准:对裸探测器进行校准,获取探测器的准确模型;利用精细测量及材料分析得到屏蔽体的精确模型,建立谱仪的计算模型;通过MCNP计算获得谱仪的响应函数。由此将结果溯源至相应的国家或国防标准,确保谱仪关键参数的准确可靠,为后续解谱工作奠定基础。

^(18)F气溶胶监测仪校准方法研究

压水堆冷却系统压力边界的泄漏会引发严重安全事故。冷却剂在反应堆高中子通量下会产生^(18)F,在泄漏后形成的放射性气溶胶可使用^(18)F气溶胶监测仪连续监测,以确认泄漏的位置与严重程度;监测仪测量结果的准确性关系到核电站的稳定运行,但目前尚缺乏可用的现场校准方案。本文对^(18)F气溶胶监测仪进行校准方法研究,使用放射性^(18)F标准滤膜源、22 Na及68 Ge/68 Ga标准点源对国内新设计的某型号^(18)F气溶胶监测仪进行计量校准,确定新测量方案下仪器的活度响应,研究不同校准方法对活度响应的影响。利用^(18)F标准滤膜源得到的活度响应的扩展不确定度为6.0%(k=2),满足监测仪校准的准确度要求。利用22 Na及68 Ge/68 Ga标准点源进行的校准研究还表明,正电子发射能谱对该监测仪活度响应的影响最大,应选取与^(18)F能谱接近的长寿命核素作为替代,现场校准推荐使用22 Na点源或标准滤膜源。

基于热释光剂量计的少道谱仪研究

针对脉冲X射线单次脉冲时间短,瞬时剂量率大的特点,研究了一种基于热释光剂量计(TLD)的少道谱仪,该谱仪可用于脉冲X射线的能谱测量。本研究对该谱仪的吸收片及探测器进行选型,结合蒙特卡罗方法模拟少道谱仪对不同能量单能光子的响应矩阵,分析其对谱仪能量分辨率的影响,使用最大熵法开展脉冲X射线解谱验证工作,分析初始迭代谱对解谱效果的影响。结果表明,基于热释光剂量计研制的少道谱仪,可以开展短脉冲、高剂量率脉冲X射线能谱测量工作,同时也适用于其他大剂量率辐射场的能谱测量。

基于FPGA的磁量热计数据采集系统研制

磁量热计是基于量热法的低温粒子探测器,可实现射线高分辨测量。为解决磁量热信号微弱易受到噪声影响导致信号采集困难的难题,本研究基于现场可编程门阵列(FPGA)研发了一套磁量热计数据采集系统,并对搭建的系统进行测试,成功实现了^(60)Co能谱数据和磁量热信号噪声谱的采集,且能谱展宽与信号放大倍数之间的线性拟合R2达到0.978 1,表明该系统可有效实现信号采集。在离线模式下使用梯形滤波、平顶尖峰滤波、高斯滤波对传统核探测器信号、模拟及实际的磁量热信号分别进行成形效果及能量分辨力优化效果的对比,三者中平顶尖峰滤波性能最优越,可以使高纯锗对^(241)Am源59.54 keV的γ能量分辨力从0.598 keV提高到0.536 keV,验证了数字滤波的必要性,可为磁量热计数字滤波方法选择提供可靠依据。

基于空气辐射荧光的α活度测量模型的建立

基于传统α辐射探测技术探测距离近的现状,利用α辐射诱导空气辐射荧光的原理,研究远程α辐射活度测量模型。通过建立基于点源的α辐射活度测量模型,利用光电倍增管对α辐射诱导辐射荧光的光子进行测量,建立了放射源活度与光电倍增管荧光净计数率的经验公式。研究不同能量的放射源、介质和压强对荧光转换效率的影响。结果表明,^(241)Am源在空气中的荧光转换效率为3.24×10^(-6)~7.83×10^(-6),能量较高的放射源具有更高的荧光转换效率;压强与荧光转换效率呈线性正相关;在空气、氮气和氩气三种气体中,氩气能有效提高荧光转换效率。利用经验公式计算放射源活度,探究荧光转换效率的影响因素,可为提高远程α辐射探测效率和准确性提供参考。

金刚石探测器脉冲响应特性实验研究

脉冲辐射场具有瞬时剂量率高、持续时间短的特性,传统核辐射探测器在脉冲辐射场中存在信号堆叠、离子复合、死时间等问题,难以实现对脉冲辐射剂量的准确测量。金刚石探测器具有禁带宽度大、载流子迁移率高、抗辐照能力强、时间响应快等优点,本研究利用毫秒级与纳秒级脉冲X射线参考辐射场、高剂量率γ照射装置对TW60019型单晶金刚石探测器开展脉冲辐射场响应特性测试。结果表明,金刚石探测器的单脉冲响应随脉冲剂量的增大而减小,探测器收集效率随单脉冲剂量的增大而减小。基于该实验现象,分析了人工合成金刚石薄膜中的杂质与缺陷对探测器收集效率的影响规律,讨论了在金刚石探测器信号收集过程中后端电子学系统对收集效率的影响,验证了金刚石探测器能够满足快响应、高瞬时剂量率的脉冲辐射测量要求,为后续进一步实现脉冲辐射剂量实时监测,解决医疗诊断、工业探伤等领域中广泛存在的脉冲辐射剂量监测技术需求提供了基础。

用于SiC中子探测器的幅度脉冲调制电荷灵敏模拟前端电路设计

针对SiC沟槽型中子探测器输出的极其微弱的电流脉冲信号,设计了一款专用四通道读出集成电路。每个通道由高增益高带宽电荷灵敏放大器、高阶整形电路、峰值保持和时间检测电路组成,优化了电荷灵敏放大器(CSA)反馈回路,提高了增益线性度,避免了漏电流流入对基线的影响。电路能够快速响应输入信号,实现对能量和时间信息的提取。电路采用0.18μm CMOS工艺完成设计,实现了版图设计,后仿真结果表明,系统等效输入电荷范围为1.14 fC~22.35 fC,电荷转换增益为71.19 mV/fC,非线性误差在1.6%以内,等效噪声电荷为22 e^(-)。电路具有高增益高线性度的优点,能很好针对SiC沟槽型中子探测器输出电荷信号的特点,对其进行专用读出放大。

基于Verilog HDL的SM3算法硬件架构仿真设计

哈希函数由于其不可逆与碰撞约束的特点,可以很好地完成对信息的加密,但算法硬件吞吐率有待提高。该研究首先根据SM3杂凑密码哈希算法,结合Merkle-Damgard结构深入研究密码杂凑原理,分析得出硬件实现方案;其次结合静态时序分析,针对关键路径进行分析,优化得到最终硬件电路实现方案;最后利用CSA结构优化加法器结构,采用二合一结构以提高算法硬件的吞吐率。使用Stratix II芯片通过Modelsim进行仿真,在Quartus平台下完成FPGA的功能验证。经过功能验证、时序分析、逻辑综合、时序验证后,计算出最高吞吐率可达到1.07 Gb/s。实现了较高吞吐率,以及面积与速度的相对平衡。

肾病综合征合并甲状腺功能异常患者的病理特点

目的:肾病综合征(nephrotic syndrome,NS)是一种常见的肾小球疾病,其病理类型繁多,在临床实践中,NS容易发生甲状腺功能异常。本研究旨在分析NS合并甲状腺功能异常患者的病理特点。方法:选取2015年1月至2021年12月于宜昌市中心人民医院肾内科住院且已行肾活检的NS患者499例。根据纳入患者的甲状腺功能检查结果,分为甲状腺功能正常组(n=187)和甲状腺功能异常组(n=312);根据病因分为原发性肾病综合征(primary nephrotic syndrome,PNS)组和继发性肾病综合征(secondary nephrotic syndrome,SNS)组。收集患者相关临床数据,分析NS患者各项临床指标与甲状腺功能之间的关系,以及肾脏病理类型与甲状腺功能异常之间的关系、PNS和SNS与甲状腺功能之间的关系。结果:1)在499例NS患者中,甲状腺功能正常组和甲状腺功能异常组患者的性别、住院天数、24 h尿蛋白定量(24-hour urinary protein excretion,24 h-UTP)、白蛋白(albumin,Alb)、游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine,FT_(3))、游离甲状腺素(free thyroxine,FT_(4))差异均有统计学意义(均P<0.05)。2)甲状腺功能异常组中膜性肾病最常见(P<0.05),微小病变性肾病发生甲状腺功能异常的概率最高(P<0.05)。PNS组中以亚临床甲状腺功能减退最常见(39.19%),SNS组中以正常甲状腺功能病态综合征最常见(47.78%),差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论:NS患者不同的肾脏病理类型发生甲状腺功能异常的比例不一致,PNS和SNS发生甲状腺功能异常的临床表型也不一样。

鸡传染性法氏囊病病毒ELISA抗体检测试剂盒的初步应用

为建立鸡传染性法氏囊病病毒ELISA抗体检测试剂盒,该研究以灭活纯化的鸡传染性法氏囊病病毒作为包被抗原,连续制备了3批次鸡传染性法氏囊病病毒ELISA抗体检测试剂盒中试产品。结果表明:该试剂盒对IBDV阳性血清检测的灵敏度可达1∶6400;对鸡新城疫病毒、鸡减蛋下降综合征病毒、鸡传染性支气管炎病毒、鸡抗网状内皮组织增生症病毒、鸡马立克氏病病毒、禽流感病毒H5亚型、鸡传染性贫血病毒阳性血清和SPF鸡阴性血清均无交叉反应;批内和批间重复性的变异系数分别在4.21%和5.07%以内。应用该试剂盒和某进口同类ELISA试剂盒对258份临床白羽肉鸡血清样品同时进行对比检测,相对敏感性、相对特异性和符合率分别为98.44%、96.97%和98.06%。可见,该试验建立的鸡传染性法氏囊病病毒ELISA抗体检测试剂盒具有有操作简便、特异性强、灵敏度高的特点。

基于抖频和斜坡补偿的抗EMI振荡器设计

设计了一种应用于开关电源转换器中的抗电磁干扰(Electro-Magnetic Interference,EMI)振荡器,其主要创新在于在开关电源系统中加入了频率抖动且可产生斜坡补偿的时钟信号。产生斜率可调整的三角波电流信号,并将频率抖动模块集成在振荡器内部。该振荡器提高了开关电源稳定性,而且引入了数字辅助的修调技术,对充电电容进行双向调整,消除了工艺带来的误差。该振荡器基于0.18μm BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺,实现了振荡器频率线性切换,振荡器的正常工作频率为1 MHz,最小工作频率为100 kHz,其抖动范围在基础频率的−1.66%~+4.3%,在2.7~5.5 V电源电压范围以及−40~125℃温度范围内,输出频率变化2.45 kHz,变化率为0.245%,占空比偏移0.653 ns,补偿电流峰值偏移0.125 nA,修调范围60.98%。