某火电厂中水处理药剂调整及分析

中水目前作为火力发电厂工业用水的重要来源之一,其水质与机组安全稳定运行密切相关。为解决某火电厂中水水质差、硬度高的问题,通过烧杯试验调整中水处理药剂的投加量及投加顺序,分析相关水质指标得出结论:药剂在最佳投加比下,总硬度和钙硬去除率分别为78.7%,70.1%左右,碱度去除率在88.9%左右,浊度去除率可达86%,能够有效提升中水处理效率。混凝-澄清处理按照混凝剂+石灰+助凝剂的加药顺序,取得较好的混凝效果。计算得出水处理量为1000 m^(3)/h的澄清池排泥量约为14.44 m^(3)/h,干泥渣产量约为287 kg/h,为其中水处理投加药剂方式提供理论参考数据。

用于^(211)At生产的高功率金属Bi靶热效应模拟

为提高用于医用同位素^(211)At生产的金属Bi靶在高束流功率作用下的可靠性与使役寿命,对多种束流均匀化方法进行了模拟与对比,利用计算流体力学(CFD)方法模拟分析了在wobbler磁铁作用下强度为500 eμA的α束流轰击Bi靶产生的热效应,为靶系统的设计和寿命的延长提供了关键技术支撑。结果表明,通过扫描实现束流均匀化可大幅降低靶上的最大热功率密度;在靶前采用wobbler磁铁对束流进行周期性圆扫描可有效降低Bi靶的表面温度。当扫描频率为50 Hz时,Bi靶最高温度为189.8℃,低于其熔点(271.3℃),能够满足Bi靶在此高功率束流照射下安全运行的温度要求。

小单元多丝漂移室探测器系统研制

为精确测量CSR外靶终端靶前入射粒子的径迹,研制了多套小单元多丝漂移室探测器,该探测器灵敏面积为80 mm×80 mm,每套探测器包括x、x′、y、y′4个探测电极面,每个电极面引出16个阳极丝信号。前端电子学采用基于SFE16芯片的放大器,数据读出系统采用基于HPTDC芯片的数据采集卡。采用两套小单元多丝漂移室对400 MeV/u的^(16)O束流位置进行了测试,探测器的工作气体为Ar(80%)+CO_(2)(20%),阳极丝电压为+900 V,场丝与阴极丝均接地,拟合得到的单层电极的位置分辨(拟合残差)为105.9μm,探测效率为99.3%,该指标可以满足现阶段CSR外靶终端大部分核物理实验对反应靶点的定位要求。

基于区块链的医疗数据分类加密共享方案

针对医疗数据共享时,存在共享数据多于需求数据,以及加密大量元数据会产生较大的计算开销问题,提出一种基于区块链的医疗数据分类加密共享方案,结合基于属性的加密和区块链实现对医疗数据的访问控制和数据共享。首先,按照基本信息、医疗科室、疾病类型将完整医疗数据分类划分为医疗元数据,对数据进行细粒度访问控制。其次,提出数据访问策略分类算法,将数据访问策略划分为属性加密策略和区块链访问策略,合并多个元数据的属性加密策略用以降低基于属性加密时构建访问结构树的计算开销;智能合约依据区块链访问策略对链上数据进行访问控制,并通过修改区块链策略实现权限撤销。最后,通过安全性分析和仿真实验表明该方案具有可行性和较高的效率。

用于非接触超声洁牙的压电换能器设计

设计了一种非接触式的超声洁牙装置。通过12个超声变幅单元并联组合成牙套式阵列结构,突破了口腔有限空间内对换能器声发射能力的限制。采用声-结构耦合有限元模拟和回归分析,在300~400 kHz工作频段优选PZT-5H为压电相,优化了透声层内空心圆锥形变幅杆设计。其辐射到牙列表面的平均声功率为2.32 W,正、负相最小声压幅值分别为794.668 kPa、-800.854 kPa。声场分布分析表明,在300~400 kHz频段内扫频激励产生的混响声场可以覆盖整个牙列,实现全方位的超空化非接触式洁牙。

食用菌栽培学课程教学改革研究

本文对食用菌栽培学课程教学改革进行探索。通过以项目带动教学,以信息化手段翻转课堂教学,设定教学目标,合理安排教学内容,优化教学过程和方法,优化考核方式,巧妙引入课程思政和积极开展校企合作推动学生就业等方式进行课程教学改革。将课程内容设置为包含真菌的生物学特性、食用菌的生理生态、消毒灭菌、菌种生产、常见和特色食用药用菌栽培技术及食用菌病虫害防治等模块,以提高食用菌栽培学的教学效果及学科竞争力,培养高质量人才。

污废水中污染物去除的功能材料研究进展:元素物质-合成改性-工艺工程的尺度效应

污废水中的有机污染物、重金属离子和病毒性微生物等造成了严重的水环境污染,对人体健康和生态系统也造成严重威胁,有效控制污废水的风险成为保护环境和可持续发展的重要研究方向。环境功能材料作为一类具有污染物净化效果的辅助性手段,在降低水污染风险中展现出巨大的科技潜力。本研究探讨元素物质的选择、合成改性策略和工艺工程的优化3个尺度层面的现状与发展;以碳元素、硅元素和金属元素为例,介绍新型功能材料的特征;从溶剂热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、化学气相沉积法、绿色合成法以及表面功能化改性讨论了合成技术策略;关于工艺工程应用方面,固定床-吸附床-流化床、电场-光场-磁场、物理-化学-生物、循环-再生-处置和协同放大效应等的产业生产/连续运行方面值得关注;在性能、经济性、环境影响和可持续性方面进行评价,强调了安全-稳定-长效-满负荷-优化的工艺工程技术应用目标。未来的环境功能材料发展应聚焦3D打印材料在污废水处理中的应用、智能工艺和智慧管理、群体感知和信息诊断以及场域效应和量子探针等技术方向的结合,在水质改善-材料功能挖掘-可持续循环发展方面提供新的技术领域。

考虑材料性能退化的大跨径悬索桥主缆时变可靠度分析

钢丝腐蚀是影响大跨径悬索桥主缆力学性能的主要因素之一。为研究大跨径悬索桥在考虑主缆钢丝腐蚀下的结构可靠度退化规律,提出了一种考虑材料性能退化的主缆时变可靠度评估方法。首先推导分析了钢丝受到的主要腐蚀类型与其腐蚀机理,建立了考虑钢丝腐蚀下的材料本构模型。其次根据可靠度理论建立了考虑主缆钢丝腐蚀的结构功能函数,并以年平均抗力损失率为指标衡量主梁的腐蚀水平。最后采用BP神经网络拟合了悬索桥结构响应面,结合Monte Carlo抽样模拟法设计了不同腐蚀程度下的主缆时变可靠度计算方法,以某大跨径悬索桥为工程背景,探讨了不同腐蚀程度与材料分项系数下的主缆时变可靠度退化规律。结果表明:BP神经网络可以精准拟合悬索桥随机变量与结构响应之间的映射关系,10个验证集样本的平均相对误差仅为1.47%;以年平均抗力损失率为标准,当钢丝腐蚀速率越快时,其服役期内的可靠度指标退化越快,且该速率随着服役年限的增加而增加;材料分项系数取值越大时,相同腐蚀水平下的主缆结构可靠度指标更高,当考虑主缆钢丝腐蚀引起的材料性能退化时,设计材料分项系数宜取偏大值。

Unity引擎在数字孪生矿山领域的应用

本文基于Unity引擎的功能特点,分析其在开发环境、资源利用率与跨平台开发方面的优势。结合数字孪生矿山项目的需求,详细阐述在模型数据融合与多专业协同、驾驶舱大屏应用、混合现实应用以及可视化方案展示等方面使用Unity引擎进行应用开发的方法与应用场景。最后依据行业发展情况,总结Unity引擎可能存在的问题并对后续应用方向提出建议。

耐硒海洋菌株的筛选、鉴定及其产纳米硒的抗菌活性

本研究从海洋菌株中筛选出一株对Na_(2)SeO_(3)具有高还原能力的新型菌株,为纳米硒的生物合成提供新的还原体系。首先,对41株来自北冰洋沉积物的海洋菌株进行筛选,通过初筛、复筛,得到对Na2SeO3还原较强的菌株,并对其进行了种属鉴定。随后利用筛选出的菌株进行纳米硒(Selenium nanoparticles,Se NPs)的生物合成。利用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR),扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM),X射线衍射(X-ray diffraction,XRD),粒度分析等对该菌株生物合成的Se NPs进行了表征,并对其抗菌活性进行了研究。结果表明,72号菌株对Na_(2)SeO_(3)的耐受能力最强,在300 mmol/L浓度条件下能够正常生长且将Na_(2)SeO_(3)还原为纳米硒。经鉴定该菌株为芽孢杆菌,命名为Bacillus sp.Q72。利用该菌株合成的纳米硒为球形颗粒,平均粒径为169.3 nm,电位为-48.1±0.5 mV,其表面存在着氨基和羟基等官能团。Bacillus sp.Q72菌株生物合成的纳米硒对大肠杆菌表现出更优的抑制活性,当纳米硒浓度为200μg/m L时,对大肠杆菌的抑制率达到92.1%。

一款米草功能啤酒的降尿酸实验研究

目的:对一款在发酵过程中添加了具降尿酸活性的互花米草提取物的功能啤酒,测试体外黄嘌呤氧化酶抑制活性并探讨对人群试验受试者血尿酸及其他血生化指标的影响。方法:测试互花米草提取物对高尿酸血症小鼠的降尿酸活性,测试功能啤酒的黄嘌呤氧化酶抑制率;组织人群试验,对样本容量、受试者血尿酸与其他指标(肌酐、谷丙转氨酶、谷草转氨酶)的变化趋势进行分析,通过双侧t检验对人群试验各阶段血尿酸水平的差异显著性进行探讨。结果:互花米草提取物能够有效降低高尿酸血症小鼠的尿酸水平,功能啤酒抑制黄嘌呤氧化酶效果明确且稳定,人群试验中,饮用功能啤酒组的血尿酸水平在试验过程中呈现出逐步降低的趋势,实验结束时与试验开始时差异显著,所有受试者的肌酐、谷丙转氨酶、谷草转氨酶等三项指标基本维持在正常范围内。结论:饮用该款米草功能啤酒可以实现明显的降低血尿酸效果,对肝、肾功能无明显不良影响。

基于组织的DH36钢焊缝微观应力应变模拟研究

通过试验观察和数值模拟手段,揭示了海洋平台结构用钢DH36多层多道焊缝中典型区域的微观组织分布形态等对焊缝力学性能的影响,采用仪器化压痕法研究不同焊缝组织的断裂性能,对比微区组织对启裂、变形性能的影响。研究发现,在针状铁素体和晶界铁素体混合组织中,弹塑性变形不协调,产生应力应变集中,其中应力集中发生于针状铁素体,应变集中出现在晶界铁素体并向针状铁素体延伸,晶界铁素体条状分布的强度高于晶界铁素体网状分布的强度。

细菌胞外液生物合成纳米硒的理化性质及抗菌活性研究

本文以一株海洋菌株Bacillussp.Q72的胞外液为还原体系,实现了Se(IV)到纳米硒(SeNPs)的生物转化。利用FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱、粒度分析等对生物合成SeNPs的理化性质进行了研究,随后考察了SeNPs的抗菌活性和细胞毒性。结果表明,菌株Bacillus sp.Q72胞外液生物合成的SeNPs为球型,平均粒径为187.6nm,其表面包覆着蛋白质、核酸等生物大分子。SeNPs对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌均表现出较好的抑菌活性,同时具有较低的细胞毒性。利用细菌胞外液生物合成纳米硒,避免了利用菌体直接还原在分离过程中的繁琐操作,为SeNPs的生物合成提供了新方法。

MIM数字孪生技术在眼前山铁矿的应用实践

近年来,数字孪生技术高速发展,已经在智慧城市,智慧园区等领域取得很多进展。但是矿山行业因为矿体资源埋藏不确定性,作业地点的移动性,生产工艺的多样性的特点,使得生产流程复杂,数字孪生发展缓慢、成功案例较少。通过对地下矿山工程实际需求分析,结合智能设备、工业自动化、5G等先进装备和技术,设计并研发了MIM数字孪生平台,并在眼前山铁矿进行了成功应用。通过应用MIM数字孪生平台,该矿山实现了部分作业工序无人化或智能化,提高了企业管理效率,优化了生产设计精度,减少了作业人员数量,取得了良好效果。

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5低阻油层成因及识别方法

近年来在鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4+5油层组发现了大量低阻油层,但由于其成因机理及识别方法在理论和技术方面存在问题,导致其常被错判或遗漏。为此,根据岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察、X衍射和高压压汞分析等多种技术手段,结合测井资料及试油、试采等数据,对姬塬地区延长组长4+5低阻油层的成因及识别方法进行研究。结果表明,构造幅度低、油水关系复杂、不动水饱和度和地层水矿化度高是长4+5低阻油层的主要成因,其中,不动水饱和度高主要受颗粒粒度细、泥质含量高及孔隙结构复杂等因素控制。实例分析表明,定性识别低阻油层的邻近储层对比法、以泥质含量-孔渗比-不动水饱和度三维模型为基础定量识别低阻油层的可动水分析法及快速直观识别低阻油层的交会图版法为长4+5低阻油层识别的3种有效方法,使研究区低阻油层的解释结论与试油结果的符合率得以提高。

加速器驱动次临界系统装置部件用材发展战略研究

加速器驱动次临界系统(ADS)由强流高能离子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成。作为未来先进核裂变能——加速器驱动先进核能系统(ADANES)的重要组成部分,ADS装置的研发对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激核能行业创新发展具有重大作用。本文以ADANES研发为背景,阐述了ADS装置的研发现状、可能的发展趋势以及ADS部件对材料的需求,重点探讨了ADS装置中高功率散裂靶和次临界反应堆部件用关键材料的研发进展与存在问题,面临的发展机遇和挑战;最后提出了几点发展对策,力求助力我国ADS装置的建设与先进核裂变能技术创新,推动未来先进核裂变能的安全高效和可持续发展。

质子引起天然铀裂变产生医用同位素钼-99的研究

医用同位素锝-99m(99mTc)被广泛应用于核医学领域,其主要来源于母体核素钼-99(99Mo)的衰变。但是目前国内99Mo基本依赖进口,通常出现99Mo不能稳定供应的现象。为解决这个重大问题,实现国内99Mo自主化生产具有重要意义。本文基于中国科学院近代物理研究所强流超导直线加速器(China ADS Front End,CAFE)提供的质子束流辐照天然铀靶件,主要开展铀裂变产物中医用同位素99Mo的高效化学分离、纯化及99Mo/99mTc发生器的制备。研究表明:通过α-安息香肟(α-BO)沉淀分离99Mo后,杂质核素去除率大于90%,99Mo的回收率大于90%。通过对99Mo沉淀进行纯化后,大部分杂质核素被去除。提取的99Mo被装配为99Mo/99mTc发生器,发生器淋洗曲线表明:99mTc产品收集在8 mL生理盐水内最为适宜,同时,99mTc回收率大于80%。电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测量结果表明,99mTc产品中Al、Mo以及U含量极低;同时,99mTc产品的γ谱图中未出现99Mo和其他杂质核素的γ能量峰。以上研究结果可为国内基于加速器辐照天然铀生产99Mo提供技术参考。

小麦肽改善慢性疲劳综合征大鼠认知功能障碍

目的:探讨小麦肽对慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome,CFS)大鼠认知能力的改善作用与机制。方法:70只雄性SD大鼠随机选取10只作为正常对照组(N),其余SD大鼠通过慢性束缚结合冷水力竭游泳的方式构建CFS大鼠模型,然后将CFS模型大鼠随机分为模型对照组(M)、低剂量小麦肽喂养组(M+L)、中剂量小麦肽喂养组(M+M)和高剂量小麦肽喂养组(M+H)。M+L、M+M以及M+H组大鼠分别灌胃给予剂量为0.2、0.4、0.8 g/(kg m_(b)·d)小麦肽,N组与M组大鼠均给予同等体积生理盐水,每天1次。经过8周饮食干预后,采用水迷宫实验考察大鼠认知能力;水迷宫实验结束后处死大鼠,采用酶联免疫吸附试验法检测大鼠血清神经细胞因子以及Th1型和Th2型细胞因子的水平,海马组织中氧化应激水平和5-羟色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT)含量。结果:与N组相比,CFS模型大鼠的逃避潜伏期时间及丙二醛、色氨酸、5-HT、Th2细胞因子白细胞介素(interleukin,IL)-4和IL-10水平均显著增加(P<0.05),穿越平台象限次数和平台逗留时间、超氧化物歧化酶活力、神经生长因子和脑源性神经营养因子浓度以及Th1细胞因子肿瘤坏死因子β、干扰素γ水平显著降低(P<0.05)。而经8周口服小麦肽干预后,CFS大鼠上述指标得到显著改善。结论:口服小麦肽可通过激活抗氧化系统、调节神经细胞因子分泌以及促进Th2型向Th1型细胞免疫反应转变而有效地改善CFS大鼠认知功能。

离子液体浮选分离模拟乏燃料中的稀土元素

从乏燃料中高效分离稀土元素(中子毒物)是实现乏燃料再生循环利用的关键步骤。利用双有机相离子液体选择性浮选分离乏燃料中的稀土元素,使氧化铀和稀土氧化物几乎不被溶解,实现两者固相之间的分离,避免了二次废液的产生,具有节能和环保的双重意义。以2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(P507)为稀土元素的捕收剂、煤油或油酸为稀释剂,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐([C4mim][Tf2N])两种离子液体作为浮选体系的另一相,优化得到了浮选分离稀土氧化物的最佳条件。结果发现:浮选分离去除率随着混合物中初始Nd含量以及浮选次数的增加而增加。另外,对所有稀土元素与U3O8分别组成的二元体系混合物进行了浮选分离研究,发现在相同条件下,该体系对不同稀土元素的分离也不同,浮选分离的去除率与稀土氧化物的密度有一定的相关性。在此基础上,利用浮选机开展了工艺化的初步探索,发现该浮选体系对Nd的去除率可达80%以上。

一种新型精密微定位平台的设计与分析

为了减小微定位平台的寄生运动,提高微定位平台的直线度,采用二级柔顺杠杆机构作为放大机构,以直梁型柔性铰链作为导向机构,设计了一种基于压电陶瓷驱动的新型精密微定位平台。根据虚功原理建立了新型精密微定位平台的理论模型,推导了其放大倍数、刚度的计算公式;采用ANSYS Workbench对新型精密微定位平台进行了有限元仿真分析,并搭建了试验测试系统。试验结果表明:微定位平台的最大行程可以达到68.32μm,放大倍数可以达到2.02,直线度为1.19%～1.42%,误差较小。经比较分析,试验结果与理论值贴合度较高,表明二级柔顺杠杆机构响应速度快、定位精度较高。