基于碎片云运动模型的缓发γ射线电离大气蒙特卡罗模拟

高空核爆炸碎片云释放出的缓发γ射线在高空非均匀大气的输运过程中电离大气,使得电离层中电子数密度剧增,进而影响途经电离层的无线电通信链路。为了准确描述随时空演化的缓发γ射线源电离大气过程,首先建立高空核爆炸碎片云运动演化的流体力学模型,然后根据碎片云参数建立缓发γ射线分层等效体源模型,最后采用蒙特卡罗方法模拟缓发γ射线在高空大气中输运并电离大气的过程。针对碎片云形状时空演化特性,采用辐射源分层抽样的方法得到缓发γ射线初始位置;针对大气密度随高度指数衰减的特性,采用质量厚度抽样方法简化模型、提升效率。结果表明:碎片云形状对缓发γ射线电离大气的范围和强度存在明显影响。兆吨级高空核爆炸缓发γ射线电离大气范围可达千公里以上。当爆高不变而当量增加时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围和强度增大。保持当量不变而增加爆高时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围增大,但强度有所降低。

全局减方差方法在大空间γ辐射场计算中的应用

为了提高大空间γ辐射场全局计算效率,开展了全局减方差(Global Variance Reduction,GVR)方法在大空间γ辐射场计算中的应用研究。针对计数栅元/网格体积差异造成的过度分裂问题,引入体积修正因子修改全空间权窗参数。体积修正后的基于通量的GVR方法计算的全局品质因子(FOMG)比直接模拟提高约39倍。针对非计数区计算耗时问题,提出了非计数区修正方法,使得FOMG因子进一步提高40%。在引入体积和非计数区修正的基础上,在大空间γ辐射场计算中与基于粒子误差、权重、径迹、数目、能量、碰撞和通量的7种GVR方法进行对比。结果表明:7种GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2~3个量级,基于误差的标准差σ降低2~3个量级;而基于权重的GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2304倍,在所有GVR方法中减方差效果最好。在基于通量的GVR方法中引入光滑因子SI后,模拟计算的权窗下限随SI增加而减小,FOMG因子随SI的增加先增加后减小。当SI=0.8时,该方法计算的FOMG因子最大,比直接模拟提高3246倍。

废塑料与废油共热解技术研究进展

催化热解技术在处理废塑料垃圾、促进能源循环利用方面具有独特优势。废油-塑料共热解技术作为废塑料催化热解的前沿工艺,利用废弃油品的独特性质解决了塑料热解过程中升温不均匀、易结焦等问题。但共热解情况较为复杂,热解机理及原料选择尚未明确。对国内外现有塑料-油共热解技术进行综述归纳,系统总结了废塑料单独催化裂解与废塑料共热解技术差异,并讨论了各类典型废弃油品对于共热解过程的影响机制,阐述了如反应温度、催化剂种类、停留时间、反应压力等因素对热解过程的影响,发现油类物质在热解过程中作为溶剂为反应提供稳定温度,并促进塑料原料初步溶解降低反应条件,塑料作为供氢物质同样促进油类物质裂解,两者存在协同作用。最后针对目前共热解技术存在的问题,指出未来应重点关注废塑料及共热解物质组分之间的关系和催化剂循环利用方面。

珠江口盆地西江凹陷XJ-A构造古近系储层特征及对油气成藏的影响

西江凹陷位于珠江口盆地北部珠一坳陷西南部,与紧邻的惠州凹陷相比,其勘探程度相对较低,研究工作较为薄弱。近期的研究揭示,西江凹陷古近系恩平组和文昌组也具有足够的生排烃与勘探开发潜力。为了明确西江凹陷古近系储层条件对油气成藏的影响,本文选择位于西江主洼的XJ-A构造,利用储层物性、沉积相、薄片鉴定及包裹体测试资料等,对研究区的储层宏观条件和微观特征进行了详细的分析。研究结果表明XJ-A构造古近系沉积相以滨浅湖、中深湖和辫状河三角洲相为主,其中恩平组发育了大套以滨浅湖相为主的泥岩,文昌组则以辫状河三角洲相的砂岩为主,形成了“恩平富泥、文昌富砂”的特点;恩平组砂岩多为长石、石英类砂岩,而文昌组以长石类砂岩为主;恩平组砂岩孔隙度集中在5%~15%,而文昌组砂岩分布于10%~15%,它们的渗透率集中分布在(1~10)×10-3μm 2范围内,均属于低/特低孔、低渗储层;储层的成岩作用主要包括压实、自生矿物沉淀、溶蚀、交代和充填作用。结合该地区砂岩储层捕获的包裹体均一温度、有机质镜质体反射率和伊利石/蒙脱石混层中蒙脱石质量分数等,综合判断XJ-A构造的砂岩储层处于中成岩阶段的A 2期。综合分析表明,XJ-A构造古近系发育有良好的储层条件,同时古近系砂体也为油气运移提供了有效的横向运移通道,并且可以与研究区断裂相配合输导油气,为油气在斜坡带圈闭内聚集成藏提供保障。

高钠饮食对我国居民1990—2019年胃癌疾病负担的影响及趋势分析

目的分析高钠饮食对我国胃癌疾病负担的影响情况,为胃癌高危人群防治策略优化提供参考。方法采用2019全球疾病负担研究(global burden of disease study 2019,GBD 2019)中的中国胃癌疾病负担数据,以Joinpoint回归模型分析1990—2019年我国高钠饮食所致胃癌死亡率和伤残调整生命年(disability‐adjusted life‐years,DALYs)的变化及其趋势,以平均年度变化百分比(average annual percent change,AAPC)和95%可信区间(confidence interval,CI)表示各相邻年份间构成比的变化量。结果我国高钠饮食所致胃癌死亡例数和粗死亡率自1990年的27226例(占我国胃癌总死亡例数8.913%)、2.300/10万上升至2019年的37131例(占我国胃癌总死亡数8.808%)、2.611/10万,但DALYs率从62.048/10万下降至61.434/10万。1990—2019年我国居民高钠饮食所致胃癌合计标化死亡率逐年下降1.716%,其中男性逐年下降1.221%,女性逐年下降2.661%(均P<0.001);标化DALYs率逐年下降2.005%,其中男性逐年下降1.495%,女性逐年下降3.067%。各年龄组DALYs率均呈下降趋势(均P<0.01),其中55~59岁居民的DALYs率下降速度最快(AAPC=-2.547%),80岁及以上居民的DALYs率下降速度较慢(AAPC=-0.702%)。我国居民高钠饮食所致胃癌标化DALYs率逐年下降(AAPC=-2.005%),下降速度高于中低和低社会人口指数(socio‐demographic index,SDI)国家或地区(AAPC=-1.209%、-1.119%),但低于全球以及高、中高、中SDI国家或地区的平均水平(AAPC=-2.094%、-3.166%、-2.361%、-2.090%)。结论我国居民高钠饮食所致的胃癌疾病负担逐年下降但水平仍较高,男性高于女性,老年男性人群是重点干预人群,应加强减盐饮食干预,以降低胃癌疾病负担。

构造转换带源汇系统控储作用——以珠江口盆地惠州凹陷惠州26转换带为例

为明确惠州26转换带源汇系统对沉积砂体储层物性的控制作用,基于钻测井、地震、岩心等资料,刻画源汇系统的要素特征,分析沉积砂体储层物性特征,进而明确惠州26转换带不同时期源汇耦合模式及其控储作用。结果表明,在物源体系上,惠州26转换带在文昌期—恩平期持续受到南部东沙隆起的物源供给;在搬运体系上,沟谷形态发生了由文昌期V型向恩平期U型的转换;在沉积体系上,惠州26转换带经历了深水窄盆小扇—浅水广盆大扇—浅水广盆辫状三角洲的沉积演化过程。认为研究区储层质量受搬运距离和沉积相带等控制,在相同沉积体系内,搬运距离越长,越容易发育优质储层;经转换斜坡入湖并远距离搬运的辫状河三角洲内前缘水下分流河道微相为最优势相带,砂体储层物性最优。

布鲁氏菌病的防治方法研究进展

布鲁氏菌病(马尔他热、地中海弛张热或波状热)是由布鲁氏菌(Brucella)感染引起的一种慢性、全身性的传染性疾病,是我国重点防控的人兽共患传染病之一。近年来,因反刍动物数量增加、动物产品流通频繁和防疫措施执行不到位等原因,导致多地布鲁氏菌病的患病率呈上升趋势。布鲁氏菌病传染性强、危害性大、多重耐药性日趋严重且感染后根治困难,给我国养殖行业带来了巨大的经济损失,同时也对人类健康造成威胁。因此,合理使用生物制品和抗菌药物进行布鲁氏菌病的预防和治疗,对养殖业经济发展、兽医公共卫生和人类健康均具有重要意义。本文探讨了现阶段预防布鲁氏菌病的各类疫苗类型和特点,并对其优缺点进行对比和总结;同时,对治疗布鲁氏菌病的多种联合用药方案、新型抗菌药物和其他辅助治疗方法的相关研究现状进行概述,提出了未来布鲁氏菌病的防治研究方向,以期为我国布鲁氏菌病的防治提供参考。

高空核爆炸环境数值模拟

高空核爆炸产生的辐射环境会对空间飞行器、通信和电力系统等产生严重影响。本文分析了高空核爆炸瞬时和长期环境的产生机理及对目标的效应,介绍了作者团队近年来在高空核爆炸环境数值模拟方面的系列研究工作。解决了X射线剥离原子核外电子形成裸核区过程、基于蒙特卡罗方法计算电流源项的早中期核电磁脉冲一体化模拟、非对称火球演化过程、碎片云扩展上升运动和产生缓发辐射电离大气过程,及人工辐射带电子注入和扩散损失过程等数值建模关键技术,建立了高空核爆炸核辐射、X射线、核电磁脉冲和光辐射等瞬时环境及碎片云、附加电离层和人工辐射带等长期环境的数值模拟方法,研究给出了典型爆高与当量下的高空核爆炸环境参数,总结了高空核爆炸环境特征与规律。

蒙特卡罗方法在核爆辐射环境模拟中的应用与发展

核爆炸释放的中子、γ射线、X射线及带电粒子等在大气等介质中输运形成核辐射场,并产生核电磁脉冲、附加电离层和人工辐射带等次级辐射环境。蒙特卡罗方法能模拟计算射线粒子与物质的相互作用过程,是核爆辐射环境数值模拟研究最常用的方法。本文介绍了作者团队在大气层和高空核爆炸辐射环境模拟中采用蒙特卡罗方法面临的一系列难点问题及突破的关键技术。在大气层核爆炸方面,建立了用于大气层核辐射深穿透问题的权窗逼近方法、传输介质变化条件下缓发γ辐射输运自适应建模方法、大规模复杂城市建模与基于网格的权窗减方差方法、基于伴随输运的核辐射环境场模拟方法和用于大空间辐射场计算的全局减方差方法,实现了复杂条件下大气层核爆炸瞬发和缓发辐射环境的高效高精度数值模拟。在高空核爆炸方面,建立了考虑裸核区的X射线输运模型、附加电离源建模及在非均匀大气中的输运模型、基于蒙特卡罗与带电粒子推进相结合的人工辐射带注入模型和基于蒙特卡罗模拟的高空核电磁脉冲源项计算方法,基于蒙特卡罗方法实现了高空核爆炸X射线、附加电离层、人工辐射带和核电磁脉冲等辐射环境数值模拟。

珠江口盆地晚侏罗世中基性火山岩的岩石成因与构造意义:来自年代学和地球化学的约束

位于南海北部陆缘的珠江口盆地发育中生代岩浆岩,记录了古太平洋板片俯冲消亡的动力学过程。本项研究以钻井揭露的晚侏罗世火山岩为研究对象,开展系统的岩石学、岩相学、年代学和地球化学研究,探讨其成因机制和动力学背景。岩石学及地球化学分析显示,这套火山岩由玄武岩、玄武安山岩、安山岩和粗面安山岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,玄武安山岩的结晶年龄为154.0±3.2 Ma。岩石的SiO2含量为49.54%~58.22%,K2O含量为0.71%~3.00%,MgO含量为5.29%~11.05%,Mg#值介于52~66之间,属于高钾钙碱性系列中基性火山岩。岩石的轻重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N比值为5.00~6.93,且具有轻微的铕负异常,δEu值为0.73~1.04。样品显著富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th和U等,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P等。岩石成因分析表明,晚侏罗世中基性火山岩主要起源于受俯冲板片流体交代的富集岩石圈地幔熔融,且岩浆经历了辉石、角闪石等矿物的分离结晶。综合区域资料,本文认为珠江口盆地于晚侏罗世时期处于古太平洋板片向华南板块持续俯冲的陆缘弧环境。

SNCR脉动式喷射脱硝数值模拟研究

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝技术,在无需催化剂的条件下直接将还原剂氨或尿素喷入烟气往往效率不是很高,还原剂与烟气的混合是制约脱硝效率的关键因素之一。以某90t/h层燃炉二次燃烧室为研究对象,运用Fluent软件对炉膛内的烟气流动、传热传质、脱硝反应进行数值模拟,并在不改变氨氮摩尔比和喷枪布置位点的情况下对还原剂喷射方式进行了优化研究。研究结果表明:当还原剂采用脉动速度喷射方式、喷枪角度水平向下45°时可以得到最好的脱硝效果,氨的均匀性指数为0.549,脱硝效率达到58.13%。研究结果为SNCR脱硝技术的优化提供了理论依据和技术参考。

珠江口盆地惠州凹陷构造变换带发育特征及其控油气作用

珠江口盆地惠州凹陷西南部断裂发育,并发生相互作用形成了多种类型的构造变换带,对油气成藏也产生了重要影响。本文通过三维地震资料解释和构造编图,对惠州凹陷西南部构造变换带类型、分布特征及其对油气成藏的控制作用进行了分析。惠西南地区主要发育软连接型和硬连接型两大类构造变换带,根据断层倾向组合特征和硬连接作用方式可进一步划分出同向叠覆型、对向叠覆型、背向叠覆型、同向共线凹型、同向共线凸型和变换断层型等6类。软连接型构造变换带发育于两条控洼断层的相互叠接区,形成变换斜坡或断槽,变换带处多发育地层翘倾并新生小规模次级断层以保持区域应变守恒。硬连接型构造变换带位于控洼断层内部,断层位移-距离曲线在变换带处呈明显低值区,断层下降盘发育横向背斜。在惠西南地区共识别出8个软连接型变换带和8个硬连接型变换带,而且受裂陷I幕沉积中心迁移及断层活动速率变化影响,南部变换带数量更多。构造变换带不仅控制了局部砂体和储层的发育,还伴生多种类型构造圈闭及岩性圈闭,变换斜坡也为油气运移提供了优势通道。勘探实践证实,软连接型变换带的成藏效果优于硬连接型变换带。深入分析惠西南地区构造变换带发育特征及其控藏作用,对该地区下一步油气勘探具有重要指导意义。

复杂地形对核爆炸瞬发中子辐射场的影响

通过分析地面附近核爆炸瞬发辐射的不同来源,选择一系列能反映局部或区域地形起伏对辐射场影响的特征参数,应用数字高程模型建立了地形特征计算方法,通过相关性分析和统计分析的方法,定量研究了地形特征对辐射场的具体影响。研究结果表明,指向和背离爆心方位的地形开阔度与辐射场增强或削弱程度成高度线性相关;地形坡面越陡,“阳坡”辐射场越易受到增强,而“阴坡”则越易受到削弱;地形可视性对中子吸收剂量场的影响较小,而对次级γ吸收剂量场则会造成显著影响,地形的完全遮挡将会显著削弱次级γ辐射场。

珠江口盆地陆丰凹陷南部古近系断裂发育特征与油气成藏

陆丰凹陷是位于珠江口盆地珠Ⅰ坳陷内的富烃凹陷,凹陷南部地区古近系具有良好勘探潜力。以三维地震资料解释成果和钻井资料为基础,分析陆丰凹陷南部地区断裂发育特征及演化过程,明确断裂对油气运聚成藏的控制作用,划分油气成藏组合类型。陆丰凹陷南部发育3个半地堑结构的洼陷,分别受活动性较强的3条铲式边界断裂控制。断裂主要发育于古近纪,斜坡带部位发育密度大,平面优势走向由深层NEE向至浅层近S-N向偏转,断裂密集带自东向西迁移。断裂可分为三级,分别控制洼陷结构、局部构造带和构造圈闭的形成。依据活动期次可划分出文昌期活动断层、恩平期活动断层和文昌-恩平期活动断层。陆丰凹陷南部地区断裂控制着断鼻、断块及断背斜圈闭的形成,断裂与烃源岩的组合类型差异影响着油气运聚效率。综合油气富集层系、输导方式、断裂活动性及源-断组合类型等成藏要素,建立源内自生自储型、源内自生上储型、源外旁生侧储型和源外下生上储型等4类油气成藏组合类型,对下一步油气勘探实践具有理论指导意义。

不同规模辫状河三角洲前缘砂岩储层特征及差异研究——以惠州凹陷HZ25与XJ30转换带文昌组为例

古近系文昌组已成为惠州凹陷近期勘探的重点层系,但储层差异性大、优质储层成因机理不清等问题严重限制了勘探工作。本文以惠州凹陷HZ25与XJ30转换带文昌组为例,充分利用各种岩矿测试手段对储层差异性进行分析。结果发现,HZ25转换带发育近源、小规模辫状河三角洲,储层表现为“高长石、高杂基、粒度粗、分选差”的特征,初始孔隙度仅为30.91%,其相对缓慢和较浅的埋藏特征导致压实减孔量较低,现今孔隙度为12.97%;XJ30转换带发育长源、大规模辫状河三角洲,储层表现为“低长石、低杂基、粒度细、分选好”的特征,初始孔隙度高达35.54%,而相对快速和较深的埋藏特征使得压实作用对孔隙破坏极其严重,现今孔隙度仅为10.41%。分析表明,搬运距离与埋藏过程决定了两个转换带的储层特征差异。该结论为惠州凹陷乃至珠江口盆地类似地区深层储层预测提供了理论支撑。

近地面强中子源辐射环境场分布的蒙特卡罗计算

针对强中子源在地面附近大气中形成的辐射场,研究地面介质对中子辐射场的影响,采用蒙特卡罗方法,模拟计算了不同高度单能中子源在地面高度1 m处形成的中子组织剂量分布。研究结果表明:与自由大气模型相比,由于地面介质的存在,在近源区中子组织剂量因地面反射而增强,在远源区,地面的屏蔽对中子组织剂量起削弱作用;针对某个探测点,存在一个最大剂量源高,并给出了最大剂量源高随水平投影距的变化关系拟合关系式,分布中子源算例表明,该拟合关系式具有一定的通用性。

珠江口盆地HZ26-6构造“双古”领域油气成藏特点与富集规律

研究珠江口盆地HZ26-6构造“双古”领域油气成藏期次和油气成藏条件,探讨油气成藏特点与富集规律。在借鉴前人研究成果的基础上,通过铸体薄片鉴定、包裹体均一温度测定等手段,厘清了HZ26-6构造“双古”领域三大油气主力成藏期及对应的流体充注类型,即13.8~10 Ma B.P.的低熟原油充注期,10~5.3 Ma B.P.的成熟原油充注期,5.3 Ma B.P.以来的天然气充注期;依据实际的地质、钻井、测井、地震等资料梳理了HZ26-6构造“双古”领域三大油气成藏关键条件,即以“早期低熟缓慢生油,晚期高熟快速生气”为特点的烃源条件,以“裂缝带风化叠加改造成储,转换带砂砾岩体规模成储”为特征的储层条件,以“通源断裂多期跨层输导,深缝浅砂侧向差异运移”为特征的输导条件。HZ26-6构造“双古”领域具有“早油晚气,宽窗强供;扇加潜山,规模储集;断缝断砂,高效输导;递进充注,整装成藏”的油气成藏特点,以及“油型盆地早油晚气条件下,宽窗强势供烃、‘双古’整装成藏”的油气富集规律。

铝电解废阴极炭块资源化利用研究进展

随着铝工业的蓬勃发展,铝电解过程中产生的废阴极炭块成了资源浪费和环境污染的突出问题。废阴极炭块含有大量的碳以及氟等有价物质,具有极高的回收和利用价值。总结了废阴极炭块的资源化利用方法,从湿法和火法两种不同的工艺路线阐述了各种方法的原理及优缺点;就废阴极炭块未来回收利用的发展方向进行了展望,认为湿法-火法联合处理工艺将是未来的发展方向;并在已有浸出-煅烧法、焙烧-浸出法的基础上,提出了浸出-共燃法工艺,以期在保证环境友好的前提下寻求工业化利用的最佳方案。

生物质飞灰超声波辅助滤洗试验

生物质发电锅炉产生的飞灰一般用作建筑原料和肥料生产的辅料,然而飞灰中的有害成分会降低建筑材料的稳定性,造成农田重金属富集。因此,飞灰原料的预处理和适用性改善成为关键。以生物质电厂飞灰为原料,筛分得到粒径<0.2 mm的细灰,将细灰与去离子水配制浆液,采用超声辅助浸出、过滤处理;考察超声时间、浆液温度、固液质量比对宏量金属元素K、Na、Zn、Ca以及4种微量重金属元素Co、Cr、Ni、Pb浸出的影响规律,并探索适宜的操作参数。结果表明,试验采用的细灰富含CaO、SiO_(2)和K_(2)O。对于宏量金属元素,超声时间1~30 min,随时间延长金属元素浸出质量浓度和浸出量增大且趋向恒定,而Ca^(2+)由于发生碳酸化反应而先增大后缓慢减小。浆液温度25~70℃时,浆液浸出生成Ca^(2+)离子和碳酸盐化受温度影响尤其显著,随浆液温度升高,Ca^(2+)浸出质量浓度先增大后减小,其他金属元素浸出质量浓度和浸出量均增大。固液质量比1∶3~1∶6时,随固液质量比减小,金属元素浸出质量浓度降低,而金属元素浸出率增大。超声时间20 min、浆液温度50℃、固液质量比1∶5时,钾元素浸出率达到47.22%。超声时间、浆液温度和固液质量比对于微量重金属元素的浸出过程存在一定影响,在试验参数范围内重金属浸出率和浸出量维持在很低水平。典型操作参数为:超声时间30 min、浆液温度25℃、固液质量比1∶5时,Co、Cr、Ni和Pb四种重金属元素浸出率分别低于0.10%、0.30%、0.05%和0.10%。综合考虑技术系统实施和运行成本,适宜的超声时间为15~20 min、浆液温度为40~50℃、固液质量比为1∶3~1∶5。通过对比超声处理的浸出液和残渣中关键碱金属元素、硫和氯元素,宏量可溶性元素大量迁移至滤液中,且微量重金属含量极低,浸出液用作肥料和土壤调节剂具有现实意义。由于可溶性碱金属盐以及氯化物的滤出,残渣中其含量明显减少,有利于将其用作工业建材原料。

660 MW煤粉锅炉掺烧生物质数值模拟

生物质作为可再生的碳中性能源,是化石能源的优良替代品,合理利用生物质能是我国实现“双碳”目标的重要途经。在现有生物质利用技术中,燃煤锅炉掺烧生物质不仅能减少化石燃料消耗及NO_(x)、SO_(2)等污染物排放,还能降低纯烧生物质导致的锅炉尾部受热面腐蚀风险,是提高能源利用率的有效措施。以660 MW煤粉锅炉为研究对象,基于Fluent数值模拟仿真软件对生物质与煤粉混燃过程进行研究,采用可实现湍流模型描述气相湍流,使用涡耗散模型计算挥发分燃烧,考察了生物质喷入位置和颗粒粒径对燃烧过程和NO_(x)排放的影响。计算结果表明,加入生物质对煤粉燃尽有一定促进作用,但NO_(x)排放降低。当生物质从最下层一次风喷口喷入时,能更早释放挥发分等有还原作用的成分,使得NO_(x)减排效果更好,炉膛出口烟气中NO_(x)质量浓度从原始工况的298.92 mg/m^(3)降至243.97 mg/m^(3),降低了18.4%。虽然生物质颗粒粒径变化对炉膛内烟气温度、O_(2)和CO体积分数影响较小,但颗粒粒径过大会导致生物质颗粒燃尽率降低,所需氧气减少,煤粉更易完全燃烧,出口烟气中NO_(x)质量浓度增大。