100微米自由电子激光研究进展

自由电子激光器（FEL）是一种将相对论性电子的动能变换成电磁辐射的装置。电子束和电磁波沿摇摆器在同一直线上传输，摇摆器使电子产生横向的速度分量，实现电子和辐射场之间的能量交换。从电子束抽取的动能转换成电磁辐射，辐射的波长决定于电子束的能量和摇摆器参数。FEL具有波长连续可调、可获得高功率和光束品质好等优点，在军事上和基础科学研究中有很好的应用前景，美国、日本以及一些欧洲国家对自由电子激光的研究极为重视，并得到了很好的成果。2004年7月美国的JLAB实验室获得了10kW的自由电子激光，使人们对自由电子激光在激光武器中的定位进行了重新思考，从而掀起了又一轮世界范围内的自由电子激光研究热潮。

百太瓦级超短超强钛宝石激光装置研制

近年来，随着相关领域的发展,尤其是啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification．CPA）技术的出现，使得超短脉冲激光的峰值功率的进一步提高，输出功率已能达到百TW或PW以上，聚焦功率密度可达到10^2W／cm^2.CPA技术的基本思路是将非常窄的种子光脉冲在时域上展宽，然后在放大器中充分的提取能量，最后将激光脉冲压缩到接近初始的脉冲宽度．从而获得极高的峰值功率，如图1所示如此超高强度的激光脉冲，可以创造极端的物态条件，用于研究相对论领域的光与物质相互作用，如超快x光激光产生、超高次谐波产生、激光尾波场粒子加速、实验室天体物理学及快点火机制等。随着超短超强脉冲激光装置性能的提高和研究工作的进一步深入，超短超强脉冲激光将会在军事、科技和民用方面呈现广阔的应用前景。

院长致辞

注重基础科研是闯中国特色核武器科技事业发展道路的宝贵经验，是创新驱动发展的力量源泉。近年来，我院在运行机制、研发组织、人才引进和培养等方面进行了新的探索，力促基础科研有大的突破。2013年科技年报的51篇论文，部分展示了相关工作取得的成果，增进了相关学科及其之间的学术交流。

钝感高能炸药研究进展

钝感高能炸药是一类对外界刺激不敏感、安全性符合钝感炸药标准，能量比TATB显著提高的新型炸药，是武器安全和高威力的重要保证，受到各大国的高度重视。但炸药本身是一种亚稳态物质，容易受外界刺激而发生反应、燃烧甚至爆炸，因此要获得高能量、安全性能优异的钝感高能炸药成为极具挑战性的难题。

QIC-160等静压机自动控制系统的设计与实现

QIC-160等静压机是20世纪80年代初引进的国外成套大型设备，主要用于粉末成型产品的压制。设备最高工作压力达200MPa，温度可达120℃。设备从引进到现在已经20多年了，电器元件也已老化，鉴于该设备现在液压系统及主体运行还基本正常，故对原设备控制系统进行了设计更新。

纳秒脉冲／直流强中子发生器及其性能测试

纳秒脉冲／直流强中子发生器主要由ECR离子源、加速管、高压电源、纳秒脉冲聚束系统、束传输系统、真空系统、控制系统、辅助系统等组成，具有脉冲和高产额的特点，高压300kV。该中子发生器有两条传输通道，其中一条为纳秒脉冲束线，产生纳秒脉冲中子，纳秒脉冲宽度小于或等于1．5ns，重复频率1kHz-4MHz；另一条为直流或微秒脉冲束线，产生连续中子或微秒脉冲中子，当直流D^＋束流为10mA时，采用旋转靶，中子产额可达1×10^12s^-1；微秒脉冲宽度10～100μs，脉冲频率1～1000Hz。采用含氚废气净化系统净化加速器真空系统尾气中的氚。

“神光Ⅲ”装置靶场结构设计

“神光Ⅲ”主机装置作为世界第三大ICF激光装置，其靶场具有光路排布复杂、物理诊断设备多和结构庞大、繁多及空间复杂等特点。如何满足靶场中数以百计的光学元件极为苛刻的微米级稳定性要求，合理设计结构空间布局保证具有百级洁净度要求光学元件的在线安装和更换，以及超大尺度铝制真空靶室、巨型钢结构光学平台一编组站等单元结构设计都是装置靶场系统结构设计的关键。我们采用靶场总体稳定性分析、三维设计及虚拟仿真技术、模块化、插件化等设计方法，完成了“神光Ⅲ”主机装置的靶场结构设计。

钇基重稀土变质处理对高铬铸铁冲击韧度的影响

高铬白口铸铁由于硬度高且具有一定的冲击韧度，因而成为当前及今后最为实用的抗磨材料之一。研究发现，决定高铬铸铁抗磨性能的不仅是其硬度指标，更为重要的则是其冲击韧度。因此，如何提高高铬铸铁抗磨材料的冲击韧度成为提高材料抗磨性能的关键。通过材料设计、铸造和热处理工艺试验探索了如何提高高铬铸铁抗磨材料的冲击韧度。

TEX的合成及性能

TEX是典型的笼形炸药，密度1．99g·cm^-3，标准条件下摩擦感度8％，撞击感度44％，爆轰性能良好，计算爆速D=8170m·s^-1，爆压pcj=31.4GPa，真空安定性实验表明TEX具有很好的热安定性能，在许多性能上与TATB相似。因此，TEX是一种综合性能非常优良的单质炸药。从长远看，TEX的高爆轰性能和较为钝感，使其在浇铸和压装炸药中具有很重要的潜在应用价值。

采用旋压法实现材料表面纳米化

强力旋压是机械加工中的常用方法，它依靠旋轮从工件的表面给材料施加巨大的成型力，使材料整体发生强烈塑性变形而形成所需要的最终形状，在旋轮-工件接触区域，由于旋轮的被动自转，还存在着复杂的多方向的摩擦力，这对工件表面和表层组织形貌有着重要的影响。

纳米TiO2薄膜光催化氧化SO2研究

SO2是造成酸雨危害主要一种主要大气污染物，已引起公众特别是环境保护工作者的广泛关注。目前，一般采用催化燃烧、化学氧化和吸附等方法对SO2加以去除，但都还存在一定局限性，如设备投资及运行费用较高，去除不完全及有二次污染等，因此开发新型实用的环保技术是非常必要的。半导体纳米膜光催化氧化法在这方面有着突出的优点，成为近年来人们研究的热点。

五轴联动数控加工后置处理器的定制

对于需要4轴或5轴联动才能完成加工的零件，需要借助一些数控加工软件（如UG／CAM，Cimatron，Powermill等CAM软件）来生成用于数控加工的刀具轨迹。由于各种CAM软件产生的刀具轨迹只是刀位原文件，而不是数控程序，因此，就需要把这些刀位原文件转换成指定数控机床能执行的数控程序。后置处理器就是要根据指定机床运动结构和控制指令格式，将CAM软件产生的刀位原文件转换成机床各轴的运动数据，并按其控制指令格式进行转换，成为数控机床可识别的数控代码文件。

固相微萃取技术对空气中苯系物检测的竞争吸附效应

苯系物作为一类常见的挥发性有机污染物对人体危害极大，因此研究并建立空气中苯系物的快速检测方法十分必要。固相微萃取（SPME）技术非常适用于快速的污染物定性定量检测，但用于检测空气中苯系物研究较少，有研究表明多种物质在萃取纤维上也存在吸附材料上常见的竞争吸附效应，从而导致常用的标准曲线法定量可能无法反映实际样品的组成。采用多组分苯系物标准气体分析萃取头的吸附情况，考察各种参数对SPME萃取头上存在的竞争吸附行为。

聚碳酸酯的力学性能及其在撞击力学中的应用

聚碳酸酯（PC）是一种无定形的热塑性材料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，力学性能与一般金属材料十分相似，被称为“透明金属”。利用其透明性和高抗冲击强度，可制作防弹玻璃、飞机的挡风罩、座舱盖等。用PC材料制作的透明弹丸，不仅可以直观地观测不同弹体的撞击变形或破坏现象，认识弹体在冲击载荷作用下的变形或破坏规律。也可将试验数据能直接用于相关理论分析及数值模拟的客观证据。

辐射伏特效应同位素电池研究进展

微机电系统（MEMS）正在受到越来越多的关注，但是缺少合适的机载电源使其应用被大大限制，成为制约其发展的瓶颈，因此开发一种小体积，高能量密度，长使用寿命的优质新型电源迫在眉睫。近年来，辐射伏特效应同位素电池的研究在国内外广泛开展，它是利用半导体结型器件的特殊性质，以放射性同位素作为驱动源，将衰变能转换为电能。这种电池具有理论转换效率高、使用寿命长、免维护、抗干扰性强等优点加之放射性同位素具有很大的能量密度，可以使电池（微）小型化和轻质（量）化；其主要结构一换能单元是半导体器件，因此很容易与MEMS一体化。这些特点使它成为可应用于MEMS的合适备选机载电源之一。

随机振动控制算法研究与仿真分析

随机振动试验是振动环境试验常用的一项重要试验方法。开展随机振动控制算法研究，将有助于提高随机振动试验技术水平。随机振动控制原理如图1所示，其系统的主要功能模块可分为：测量信号的自功率谱密度（PSD）计算；驱动信号的PSD更新；驱动信号相位随机化，转换成FFT谱；IFFT变换生成时域帧信号；时域帧信号搭接。

基于机器视觉的三维灰度重构技术

为了非接触、无损、快速地获取物体表面丰富直观的三维信息，即在进行物体三维几何信息重构的同时，还要恢复出物体表面的色彩纹理信息，以利于对物体空间信息的再现和分析，研究了基于机器视觉的三维灰度重构技术。

高分子材料老化研究中的在线监测技术

高分子材料是武器系统中大量使用而又最容易老化的材料之一，贮存环境下高分子材料的老化是缓慢的化学和物理过程。这种过程相对于材料本体信息而言是细微而难以觉察的，往往不同试样之间的差异或是同一样品不同部分之间的差异足以掩盖老化本身引起的变化。已有研究表明，在线检测技术是监测这种变化、研究高分子材料老化机理的有效工具之一。

基于改进BP网络的电火花加工工艺选择模型

电火花加工是基于工具与工件间脉冲性火花放电产生的电腐蚀现象来加工工件的，特别适用于复杂形状、特殊要求零件和难加工材料的加工。但是电火花加工r机理极其复杂，加工参数的选择在很大程度上取决于机床操作者的熟练程度，由于操作者的经验和知识所限，往往使电加工机床的性能和功能得不到充分发挥，甚至达不到加工要求。电火花加工所选取的工艺参数直接决定工艺效果，而工艺参数和工艺效果之间的关系异常复杂，解决工艺参数选择难的关键是建立一个合理有效的电火花加工选择模型，进而实现工艺参数的自动优化选取。

分子印迹聚合物对复杂体系中铅的分离富集

分子印迹聚合物（MIPS）应用于物质的分离分析中，对待分离物具有良好的亲和性和选择性，可与其形成稳定性良好的复合物。特定金属元素的MIPS对于含复杂组分的溶液体系中待分离的金属离子呈现优异的分离和富集性能，从而消除共存元素和背景对目标元素的分析测量干扰。