质子入射In靶激发L系特征X射线的角分布研究

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1);由相对强度比L_(ι)/L_(γ1)与二阶勒让德函数P_(2)(cosθ)之间的函数关系,发现特征X射线Lι在被测能量下呈各向异性发射,推得Lι特征X射线的各向异性参数β为-0.179±0.011,进而得到In靶L_(3)亚壳层的定向度A_(20)为-0.422±0.025,实验结果与理论预测一致.根据PWBA(Plane wave born approximation)模型和ECPSSR(Energy-loss coulomb-repulsion perturbed-stationary-state relativistic)模型,计算了250 keV质子入射下,In靶L亚壳层电离截面σ及Coster-Kronig跃迁矫正因子κ,在根据各向异性参数计算L_(3)亚壳层定向度的过程中考虑了Coster-Kronig跃迁的作用.分析认为本实验碰撞速度下,通过电子转移方式产生空穴的截面比直接电离小的多,所以没有对L_(3)亚壳层定向度进行电子转移因素的修正.

类氦C离子诱发不同金属厚靶原子的K-X射线

利用中国原子能科学研究院HI-13MV串列加速器上提供的动能为15—55 MeV的类氦C离子分别轰击Fe,Ni,Nb和Mo金属厚靶,采用HpGe探测器测量了K-X射线,获得了相应的K-X射线的发射截面.本文中由于各个靶原子外壳层电离度的不同,类氦C离子与Fe,Ni靶原子相互作用发射的K_(β)与K_(α)X射线的分支强度比随入射离子动能增加而减小,而Nb,Mo靶原子发射的K-X射线分支强度比变化不明显.利用厚靶截面公式计算了靶原子K-X射线的发射截面,并与不同的理论模型及质子的结果进行了对比.结果表明随类氦C离子动能的增大,Fe,Ni靶原子发射的K_(β)与K_(α)X射线的总产生截面与考虑多电离的两体碰撞近似修正模型最为符合Nb,Mo靶原子发射的K_(β)与K_(α)X射线的总产生截面与平面波恩近似模型的理论值最为接近.质子与单核子C离子能量相同时,质子比类氦C离子激发不同靶的K-X射线产生截面约小3个数量级.

从头算分子动力学研究硫脲嘧啶及其互变异构体在低能电子作用下的解离过程

运用玻恩-奥本海默分子动力学模型结合密度泛函理论研究了气相下硫脲嘧啶与低能电子吸附解离动力学过程,发现硫脲嘧啶及其互变异构体在吸附解离过程中一个重要的脱氢现象,即特定位置的化学键N—H键,C—H键断裂,使其在N位点和C位点失去氢原子,形成解离过程中最主要的负离子碎片——闭壳层脱氢负离子(TU-H)-为了更深刻地认识脱氢现象,分别对断裂的化学键进行势能曲线扫描,对键解离能、电子亲和能、负离子(TU-H)-出现势进行计算对比发现,在所有断裂的化学键中N—H键最容易发生断裂,而负离子(TU-H)-的形成主要源于N—H键的断裂.

近Bohr速度129Xeq+离子入射Ta靶发射近红外光谱线

用动能一定的高电荷态^(129)Xe^(q+)(17≤q≤27)离子,分别入射洁净的Ta靶表面,测量中性化的激发态Xe原子从组态5p^(5)(^(2)P°_(3/2))nl退激到组态5p^(5)(^(2)P°_(3/2))ml’过程中辐射的近红外光谱线.实验结果表明:多激发态的空心原子退激发射其特征光谱线,部分典型的跃迁按照阶梯方式退激.Xe原子发射的谱线的单粒子荧光产额和激发的Ta原子发射谱线的单粒子荧光产额随入射离子电荷态的增加而增加,其增加的趋势与入射离子携带的势能随电荷态增加的趋势一致.证明在近Bohr速度的能区,经典过垒模型是成立的.

Bragg峰能区Xe^(20+)与不同靶作用产生的X射线

依托兰州重离子加速器国家实验室320 kV高电荷态离子综合研究平台,测量了动能为6.0 MeV的Xe^(20+)离子与V,Fe,Ni,Cu,Zn靶表面作用产生的特征X射线谱,分析了能量为1.60 keV的X射线的产生机制,并利用经典过垒模型计算了Xe^(20+)与不同靶作用时第一代空心原子在上表面的存在时间.结果表明:对于没有初始M空穴的Xe^(20+)离子与不同靶相互作用时,实验中没有观察到Xe的Mα X射线,而观察到了能量为Xe的Mα X射线的两倍的X射线,称此线为Xe的Mαα X射线,认为其是由Xe在靶的上表面的双电子单光子过程产生的.

不同离子激发Au靶的多电离效应

重离子与固体表面相互作用时,会引起靶原子内壳层的电离,相应空穴退激过程中发射的X射线对研究重离子与固体表面的相互作用有着重要意义,可为相关研究提供基础数据.目前,在K和L壳层电离方面做了一些工作,而M壳层的研究较少,本文依托兰州重离子加速器国家实验室320 kV高电荷态离子综合研究平台,测量了不同能量的H^+, Ar^(8+), Ar^(12+), Kr^(13+)和Eu^(20+)离子与Au表面作用产生的特征X射线谱及其能移,计算了X射线的产额比值.结果表明:重离子引起了靶原子内壳层的多电离,多电离效应使Au的MX射线有不同程度的能移;多电离程度取决于入射离子能量、离子的原子序数和其外壳层的空穴数量.

129Xeq+离子入射Cu靶表面激发的近红外光谱线和X射线谱

利用动能一定(1360 keV)的高电荷态129Xeq+(q=21,23,25,27)离子束和动能为4 MeV的129Xe20+离子束分别入射洁净的Cu靶表面,流强为nA量级,离子在飞秒时间尺度内俘获靶电子完成中性化,能量沉积在靶表面使靶原子离化和激发,发生复杂组态之间的跃迁.测量到了炮弹离子中性化后的Xe原子退激跃迁辐射的近红外光谱线和相互作用过程中激发和离化的靶原子退激辐射的近红外光谱线,其中包括偶极禁戒跃迁(磁偶极和电四极跃迁)和Cu22+的磁偶极退激辐射跃迁的近红外光谱线.4 MeV的129Xe20+离子入射Cu靶表面,测量到Cu22+的软X射线、Cu原子的L1 edge和Lb3跃迁辐射的X射线以及高电荷态129Xe20+中性化后Xe原子退激辐射的Lh和Lb3 X射线.结果表明,低速高电荷态129Xeq+离子入射金属表面中性化过程中,离子中性化退激和激发离化靶原子辐射红外光谱线,近红外谱线的单离子荧光产额增加的趋势与入射离子的势能增加趋势相同.Xe原子的特征L X射线是炮弹离子进入表面下形成的第二代空心原子发射的.

CSR上154 MeV/u C^(6+)离子束分别入射 Ti、V、Fe、Ni和Zn靶的X射线辐射

用电子冷却存储环 (CSR )提供的能量为165 MeV/u的高能C^(6+) 脉冲束分别与Ti、V、Fe、Ni和Zn靶表面相互作用,测量了各靶辐射的 K 壳层X射线. 结果表明,实验探测到各靶的 K_(β) 和 K_(α) X射线均向高能区发生了不同程度的移动. 经分析,X射线发生频移是由靶原子外壳层发生多电离引起的. 通过计算各靶 K 壳层X射线的产生截面,发现该截面随原子序数的增加而减小. 将各靶 K -X射线产生截面的实验值分别与两体碰撞近似、平面波恩近似和ECPSSR理论值比较,发现现有理论与实验值存在偏差,要准确描述实验结果需要进一步修正.

近Bohr速度I20+离子在不同靶面上的L壳层X射线辐射

在兰州重离子加速器国家实验室,利用硅漂移X射线探测器探测了4.5 MeV I20+离子入射到Fe,Co,Ni,Cu,Zn靶表面时产生I的L壳层X射线.实验观察到Ll,Lα1,2,Lβ1,3,4,Lβ2,15,Lγ1,Lγ2,3,4,4,等6组分辨较好的谱线,各分支X射线的能量发生了蓝移;Lβ1,3,4,Lβ2,15与Lα1,2谱线的相对强度比随靶原子序数的增大基本线性增加,Ll与Lα1,2,Lγ2,3,4,4,与Lγ1 X射线的相对强度比近似与靶原子序数的平方成正比.分析表明,玻尔速度附近能量的低速高电荷态离子与固体靶原子碰撞产生的内壳层过程存在直接库仑电离和电子俘获的双重综合作用,这使得内壳层X射线发射时,外壳层仍存在多个空穴,导致辐射X射线的频移和分支比的变化.

基于视觉-磁引导的无人机动态跟踪与精准着陆

针对无人机通过视觉对地面动态目标跟踪过程中视角固定易丢失目标,以及在着陆过程中由于成像畸变严重、画面不稳定导致定位精度差的问题,提出随动视觉跟踪的跟踪控制策略和基于视觉联合磁引导的获取无人机高精度相对位姿的方法.在跟踪过程中,设计新型信标图案供无人机进行视觉识别获取目标的方位,识别速度可以达到5 ms/帧,通过随动视觉跟踪完成实时跟踪.在着陆过程中,在动态目标上设置磁源,利用无人机检测磁场特性并通过BP神经网络解算相对位置;在信标图案内设置平行线特征,用于近镜头时辅助视觉解算相对角度.在获取无人机相对位姿后,进行相应的运动控制即可完成着陆.实验结果表明,跟踪过程稳定可靠,抗干扰能力强;着陆精度高,着陆误差小于2 cm.

亚硝酸与肼或羟胺的反应热测量及工艺验证

采用C80微量热仪分别测定了亚硝酸与肼或羟胺的反应热,得到了亚硝酸与肼以不同摩尔比反应时的摩尔反应热:亚硝酸与肼的摩尔比大于2时,消耗单位摩尔肼的反应放热量ΔE 1=284.4 kJ/mol;亚硝酸与肼的摩尔比小于1时,消耗单位摩尔亚硝酸时的反应放热量ΔE 2=166.7 kJ/mol;亚硝酸与肼的摩尔比介于1和2之间时,消耗单位摩尔肼的反应放热量介于ΔE 1和ΔE 2之间。得到了亚硝酸与羟胺以不同浓度比进行反应时的反应热:亚硝酸过量时,消耗单位羟胺的反应放热量为ΔE 4=200.0 kJ/mol;羟胺过量时,消耗单位亚硝酸时的反应放热量为ΔE 5=194.9 kJ/mol。基于获得的亚硝酸与肼或羟胺的反应热数据,对核燃料后处理工艺流程中1BP调料过程中的温度升高情况进行了计算分析,并通过工艺实验进行了验证。

激光诱导Al表面等离子体温度的发射谱诊断

探测了脉冲能量0.3 J波长1064 nm的纳秒激光聚焦Al表面诱导的等离子体200-900 nm范围的发射谱.分析了线状谱的基本规律,根据谱线的强度,考虑到光谱仪与电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)的探测效率,通过线性拟合给出了等离子体中AlⅠ、AlⅡ、NⅠ、OⅠ粒子的激发温度.根据谱线的半高宽计算了等离子体电子密度,进而计算了等离子中AlⅠ的电离温度.结果表明,在等离子体状态快速演化过程中,不同粒子的电离、激发与退激存在较大差异,AlⅡ、AlⅠ相对于NⅠ、OⅠ有较高的激发温度,并且等离子体中AlⅠ的电离温度高于所有粒子的激发温度.

50~250keV质子入射SiC和Si靶时的电子发射特性研究

在中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速器国家实验室测量了能量范围为50~250 keV的质子入射碳化硅靶和硅靶表面的电子发射产额.实验结果发现,两种半导体靶材的电子发射产额随质子入射能量变化趋势均与作用过程中电子能损随质子入射能量的变化趋势相似.通过分析电子发射的能量来源,发现实验中电子发射产额主要由动能电子发射产额贡献,势能电子发射产额可以忽略不计.两种靶材的电子发射产额均近似地正比于质子入射靶材过程中的电子能损,比例系数B随入射能量略有变化.

冲击加载下NaCl单晶高压声速与温度的同步测量

基于二级轻气炮和多通道辐射高温计,测量了45~85GPa压力范围内NaCl单晶的B2相区、B2-液相混合相区和液相区的高压声速和温度。通过高压声速数据,确定了NaCl单晶的冲击熔化压力区间为58~67GPa。当压力为67GPa时,NaCl单晶的冲击熔化温度为3 740K。计算了NaCl单晶的等熵体模量、Grüneisen系数和定容比热容,对比分析了多种模型对Grüneisen系数高压演化特性的描述。结果显示,根据吴强模型计算的Grüneisen系数不但在液相区与冲击压缩实验结果吻合得非常好,而且在低压区也与金刚石压砧实验结果及有限应变计算结果吻合得非常好。

近玻尔速度不同离子碰撞产生Al的KX射线

在玻尔速度附近能区,测量了H^(+),He^(2+)和I^(22+),Xe^(20+)离子作用于Al靶时碰撞激发靶的K壳层X射线.得到了相应X射线的发射截面,并与不同理论模型进行对比.研究表明,单核子能量相同时,轻离子入射激发的X射线产生截面比高电荷态重离子轰击时小了大约4个数量级.质子、He^(2+)离子激发的实验截面可以由ECPSSR理论来很好的估算,而I^(22+),Xe^(20+)的实验结果与考虑有效电荷、低速库仑偏转修正的BEA理论计算符合较好.

主成分分析法在四川桤木优树选择中的应用

建立用主成分分析法选择四川桤木优良单株的方法,确定其优树选择标准,为四川桤木早期实生选择、良种选育提供理论依据。以初选的157株优树为研究对象,检测其生长和材性性状,并对其进行变异分析、主成分分析。结果显示,树干圆满度(SF)和树干通直度(ST)在林分间差异不显著,其余性状在林分间差异均达到极显著水平。SF、ST和木材气干密度变异较小,其余性状均存在丰富的变异。四川桤木丰富的变异为优树选择提供了前提,经主成分分析,把树高(H)、胸径(DBH)和材积(V)这3个性状作为其选优的标准,选出8株生长表现优良的单株,即GZLD-5、GZLD-6、MYPW-8、GZTJ-1、GZLD-8、MYPW-7、MYPW-10和GZLD-12。本研究结果与植株的实际表型相符合,表明采用的方法具有一定的科学性和可行性。

大动态范围数控弧光探测器的研制

针对HL-2A/M高功率微波加热系统微波窗口真空侧对弧光探测的要求,基于三级放大电路和微控制器技术,完成电路设计,研制了新型弧光探测器。增益8挡数字可调,保护阈值以20mV的精度0~5V数字可调,具有远程操作和数字显示功能。在不同增益和保护阈值条件下,实验测得其响应时间最大为2.56μs,能在复杂电磁环境和不同强度干扰光的条件下稳定工作,满足系统要求。

数百MeV/u高能区C^(6+)离子激发W的L壳层X射线

在能量为154—424 MeV/u的高能区域,研究了C^(6+)离子轰击W靶时激发W的L壳层X射线.本文中,由于L X射线发射时M,N等外壳层处于多空穴的状态,观测到了相应谱线能量的蓝移,以及分支L_(ι),Lβ_(1,3,4),Lβ_(2,15)与Lα_(1,2) X射线相对强度比的增大.另外,利用优化的厚靶截面公式,并考虑多电离对X射线荧光产额的影响,计算了L X射线的发射截面,并与平面玻恩近似(PWBA),经能量损失(E)-库仑排斥(C)-稳态微扰(PSS)-相对论(R)修正的PWBA理论(ECPSSR)和两体碰撞近似(BEA)理论计算结果进行了对比.分析表明,在本实验能区内ECPSSR对PWBA的修正作用可以忽略,两者计算结果几乎相同且均大于实验截面;BEA估算整体上与实验结果符合较好.

Sound Speed in a Shocked Tungsten Alloy: Its Significance in Studying “Softening” Mechanism to Multiphase Alloys

Optical analyzer technique are used to measure the sound speed as a function of pressure for shocked multiphase alloy 93 W containing 93%W, with 4.2%Ni-2.45%Fe-0.35%Co alloy as binder, all in wt.%. Below 250 GPa, the speed increases with pressure, then a bulk“softening” process occurs at 250 to 340 GPa, afterwards the speed again rises with pressure and coincides with the calculated bulk sound speed, showing a fluid-like behavior for this alloy. Lindemann melting law calculations were made for both the binder and the tungsten. The results showed that 250 GPa corresponds approximately to the pressure for the binder beginning to melt, and 340GPa corresponds to that for tungsten. Therefore, we believe that the shock-induced “softening” mechanism for this kind of multiphase alloys can be attributed to the binder melting.

提高铀化工转化效率的质量改进

针对铀化工转化效率低的问题,课题组采用头脑风暴法、排列图、统计表等多种质量工具进行统计和分析,找到造成铀化工转化效率低的症结为系统积料率高。从人、机、料、法、环、测六个方面对系统积料率高的原因进行分析,得到7个末端原因,对末端原因逐一进行实验验证,确定水解柱进料口结构复杂和水解液输送管路过粗过长为两个主要原因。结合材料特性和积料特点,提出每批次水解后对水解柱进料口进行浸泡及每批次转移水解液后冲洗一遍水解液输送管路两个改进方法,改进后有效解决铀化工转化系统积料率高的症结,将铀化工转化效率从86.25%提高至97.00%。